(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの離間されたヘッドライト（１，２）を有する車輌（１０）用ヘッドライト装置の制御方法であって、
車両（１０）前方の走行方向における道路使用者（１１，１２）を検出し、その際に、
第１の包括的配光パターン（３９）と第２の包括的配光パターン（４０）が形成可能であり、
前記第１の包括的配光パターン（３９）では、中心軸（３６）に対する第１の側のライトレンジが、前記中心軸（３６）に対する別の第２の側のライトレンジよりも大きく、
前記第２の包括的配光パターン（４０）では、検出された道路使用者（１２）の方向の少なくとも１つにおいては、検出された道路使用者（１２）までの距離よりも短いライトレンジを有し、かつ別の方向においては、検出された道路使用者（１２）までの距離よりも長いライトレンジを有するように、当該第２の包括的配光パターン（４０）が閉ループ制御可能である、方法において、
前記第１の包括的配光パターン（３９）から前記第２の包括的配光パターン（４０）への切り替えの際に、まず中心軸（３６）に対する第１の側の少なくとも１つのヘッドライト（２）のライトレンジを、少なくとも、検出された道路使用者（１１，１２）までの距離よりも短くなるまで低減し、その後で第２の包括的配光パターンを形成するようにしたことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１及び第２の包括的配光パターン（３９，４０）を、第１のヘッドライト（１）の第１の部分配光パターンと第２のヘッドライト（２）の第２の部分配光パターンとの重畳によって形成し、第１の包括的配光パターン（３９）から第２の包括的配光パターン（４０）への切り替えの際に、少なくとも第２のヘッドライト（２）のライトレンジを中心軸（３６）に対する第１の側で低減し、その後で、第２の包括的配光パターン（４０）を形成するために、第２のヘッドライト（２）の光照射方向（Ｌ）を、垂直旋回軸（３８）を中心に旋回させる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の包括的配光パターン（３９）は、ロービームとしての機能を発揮する、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記第２の包括的配光パターン（４０）は、検出された道路使用者（１２）の方向のライトレンジを、検出された道路使用者（１２）までは達するように閉ループ制御する、請求項１から３いずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記第２の包括的配光パターン（４０）では、検出された道路使用者（１２）の方向で、小さいライトレンジを有する中央領域（Ｍ）と、当該中央領域（Ｍ）の両隣に、大きいライトレンジを有する側方領域（Ｓ1，Ｓ2）とが形成される、請求項１から４いずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記第２の包括的配光パターン（４０）では、それぞれ１つの垂直方向の明暗境界が前記中央領域（Ｍ）に対して形成される、請求項５記載の方法。
【請求項７】
一方の包括的配光パターン（３９）から他方の包括的配光パターン（４０）への切り替えは、検出された道路使用者（１２）に依存して自動的に行われる、請求項１から６いずれか１項記載の方法。
【請求項８】
自車両（１０）前方の走行方向における道路使用者（１１，１２）を検出する際に、
可視スペクトル領域にある交通領域の画像が記録され、
その画像から閾値を上回る輝度と関連付けられた領域が抽出され、
前記領域は少なくともその領域の大きさに応じて分類付けされ、
各領域毎に、領域の分類およびこの領域に対応付けられている物理的な大きさから、車両ライトに対する画像領域の類似性に関する尺度を表す信頼値が形成され、
前記信頼値に依存して、車両ライトに対応付けられる領域か否かが決定される、請求項１から７いずれか１項記載の方法。
【請求項９】
包括的配光パターン（３９，４０）を生成するための２つの離間されたヘッドライト（１，２）と、
車両（１０）の走行方向で複数の道路使用者（１１，１２）を検出するための装置（１５，１８）と、
前記道路使用者（１１，１２）を検出するための装置（１５，１８）に接続された制御装置とを有し、
前記制御装置を用いることにより、第１の包括的配光パターン（３９）と第２の包括的配光パターン（４０）が形成可能であり、
前記第１の包括的配光パターン（３９）では、中心軸（３６）に対する第１の側のライトレンジが、前記中心軸（３６）に対する別の第２の側のライトレンジよりも大きく、
前記第２の包括的配光パターン（４０）では、検出された道路使用者（１２）の方向の少なくとも１つにおいては、検出された道路使用者（１２）までの距離よりも短いライトレンジを有し、かつ別の方向においては、検出された道路使用者（１２）までの距離よりも長いライトレンジを有するように、当該第２の包括的配光パターン（４０）が閉ループ制御可能である、車輌用ヘッドライト装置において、
前記制御装置（１６）を用いることにより、前記第１の包括的配光パターン（３９）から前記第２の包括的配光パターン（４０）への切り替えの際に、まず中心軸（３６）に対する第１の側の少なくとも１つのヘッドライト（２）のライトレンジが、少なくとも、検出された道路使用者（１１，１２）までの距離よりも短くなるまで低減され、その後で第２の包括的配光パターンが形成されることを特徴とする車輌用ヘッドライト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のヘッドライト装置の制御方法、および、制御装置を含む車両のヘッドライト装置に関する。
【０００２】
車両のヘッドライトは、視界条件が低下しているとき、特に暗時に、車両の走行方向の環境を照明する役割を有している。また、ヘッドライトは、他の道路使用者に対する標識としても用いられる。
【０００３】
走行方向での発光のために、ロービーム機能およびハイビーム機能を有するヘッドライトを設けることが公知である。ここで、ハイビーム機能とは、きわめて広い範囲の環境照明を行う機能である。ただし、ハイビーム機能には、他の道路使用者、特に先行車両ないし対向車両のドライバーが眩惑されるという欠点を有する。これに対して、ロービーム機能を用いると、他の道路使用者を眩惑しない配光パターンを形成できるが、環境照明の光量はハイビーム機能より格段に小さい。最近は交通密度がきわめて高くなっているので、ハイビーム機能はきわめて稀にしか用いられない。このため、従来のロービーム機能より良好な照明光量を形成しつつハイビーム機能のように他の道路使用者を眩惑することのないヘッドライト装置を形成するという要求が存在する。
【０００４】
独国特許出願公開第１０２００７０４５１５０号から、車両用ヘッドライト装置の制御方法が公知である。ここでは、ヘッドライト装置は、所定の距離を置いて配置され、それぞれの光ビームによって１つの包括的配光パターンを形成する２つのヘッドライトを含む。さらに、各ヘッドライトは、包括的配光パターンを変化させるためにそれぞれの位置を変更可能な遮光装置を１つずつ含む。この方法では、ヘッドライト装置の発光方向の道路使用者が検出される。こうした道路使用者が識別された場合、少なくとも１つの遮光装置の位置が、道路使用者の識別された方向での包括的配光パターンにおいて、ライトレンジの小さい１つの中央領域とこの中央領域の両脇のライトレンジの大きい２つの側方領域とが生じるように、変更される。この場合、中央領域のライトレンジは、特に道路使用者が識別された方向において、垂直角度すなわち道路使用者までの距離に基づいて制御される。配光パターンは、もっぱら、遮光装置の遮光板の位置変更によって、また、場合によりヘッドライトの発光方向を鉛直軸を中心として旋回させることによって形成される。
【０００５】
また、独国特許出願公開第１０２００７０２８６５８号には、車両用ヘッドライト装置の別の制御方法が記載されている。ここでは、ヘッドライト装置は右方のヘッドライトユニットおよび左方のヘッドライトユニットを備え、これらはロービームおよびハイビームのためのそれぞれ別個のヘッドライトを含む。この方法では、ヘッドライト装置の発光方向の道路使用者が検出され、こうした道路使用者が識別された場合、ハイビーム用ヘッドライトによって形成された配光パターンが側方の照明光量に関して変更される。これに対して、他方の、ロービーム用ヘッドライトによって形成された配光パターンは変更されない。
【０００６】
さらに、独国特許出願公開第１０２００７０４００４２号には、車両の前方視野に光束を形成するシステムが記載されている。このシステムは、それぞれ別個に電気的に駆動される複数のＬＥＤを含むＬＥＤフィールドを有するヘッドライトと、車両周囲の種々の対象物を検出する対象物検出装置と、自車両に対する検出された対象物の位置を求める位置検出装置とを含む。このシステムでは、検出された対象物の領域において照明強度限界値が超過されないように、個々のＬＥＤが駆動される。
【０００７】
本発明の課題は、冒頭に言及した形式の車両用ヘッドライト装置の制御方法およびヘッドライト装置において、車両環境をできるだけ良好に照明できると同時に他の道路使用者にも不所望な眩惑を感じさせないような包括的配光パターンを形成できるようにすることである。
【０００８】
この課題は、本発明により、請求項１の特徴を有する車両用ヘッドライト装置の制御方法、および請求項９の特徴を有する車両用ヘッドライト装置によって解決される。有利な実施形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明の第１の態様は、所定の距離を置いて配置され、かつ、走行方向で見て車両前方の道路使用者を検出する２つのヘッドライトを備えた、車両用ヘッドライト装置の制御方法に関する。ここでは、中心軸に対する第１の側のライトレンジが同じ中心軸に対する第２の側のライトレンジよりも大きい第１の包括的配光パターンを形成可能である。さらに、少なくとも１つの道路使用者が識別された方向ではこの道路使用者までの距離より小さいライトレンジを有し、かつ、その他の方向では識別された道路使用者までの距離より大きいライトレンジを有するように制御される第２の包括的配光パターンも形成可能である。本発明の方法は、第１の包括的配光パターンを第２の包括的配光パターンへの切り換えの際に、まず、中心軸に対する第１の側の少なくとも１つのヘッドライトのライトレンジを、少なくとも、このライトレンジが識別された道路使用者までの距離よりも小さくなるまで低減し、その後、第２の包括的配光パターンを形成することを特徴とする。
【００１０】
前記中心軸とは、特に、直線状の道路において複数の車線を区切る分離ライン（例えばセンターライン）のことである。ここでは、中心軸に対する第１の側とは右方の走行車線であり、中心軸に対する第２の側とは左方の対向車線である。なおこれは右側通行の場合の定義であるが、左側通行の場合にはそれぞれの側が相応にこれとは逆になる。
【００１１】
本発明では、複数の態様によって、種々の包括的配光パターンが形成され、さらに、これら種々の包括的配光パターンが切り換えられる。各包括的配光パターンは次のように定義される。
【００１２】
第１の包括的配光パターンは、特に、道路上での明暗境界の特性を観察したときに、車輌長手軸方向に関して非対称のパターンである。自車両の走行車線の側、すなわち、中心軸に対する第１の側には、隣接する走行車線の側、例えば１車線道路の場合の対向車線の側よりも大きなライトレンジが形成される。この隣接する走行車線では、対向してくる道路使用者が眩惑されないように、ライトレンジは特にカットラインまでしか届かない。この第１の包括的配光パターンとは、例えば、それ自体公知のロービーム配光パターンでもある。ここでは車両長手軸に対して垂直に配置される遮光部での明暗境界を観察したとき、自車両走行車線側のロービーム配光パターンにおいて、水平線に対し１５゜の、明暗境界を特徴付ける傾斜角が形成される。この傾斜角１５゜は自車両走行車線での拡張されたライトレンジに相当する。
【００１３】
第２の包括的配光パターンは、本発明によれば、以下、マスキングされた継続的ハイビームとも称され、特に、識別された１つまたは複数の道路使用者に応じたライトレンジの制御を特徴とする。こうした１つまたは複数の道路使用者の方向において、つまり、１つまたは複数の道路使用者の幅および距離によって定められる所定の開放角を有する領域においては、ライトレンジを１つまたは複数の道路使用者までの距離よりも小さくする。ここでの距離は、道路使用者が第２の包括的配光パターンによって眩惑されないように定められる。識別された道路使用者が例えば他車両である場合、当該距離は例えば他車両のバンパまでの距離として定義される。識別された道路使用者が例えば自転車もしくは歩行者である場合、当該距離は例えばこれらの道路使用者と路面との接触点までの距離として定義される。
【００１４】
マスキングされた継続的ハイビームは、さらに、他方向、すなわち、識別された道路使用者を含む開放角の側方の領域において、この道路使用者までの距離より大きいライトレンジが形成されることを特徴とする。第２の包括的配光パターンでは、識別された道路使用者の方向において、特に、小さなライトレンジを有する１つの中央領域と、その両脇の、大きなライトレンジを有する側方領域とが形成される。このようにすれば、マスキングされた継続的ハイビームにおいて、走行方向の車両環境についての最適な照明光量が得られ、しかも、車両前方の走行方向における道路使用者が眩惑されることはない。垂直に配置される測定スクリーン上でマスキングされた継続的ハイビームの明暗境界を観察すると、特に、識別された道路使用者の前方に水平明暗境界が形成され、この道路使用者の側方に垂直明暗境界が形成され、このとき、識別された道路使用者の側方の領域におけるライトレンジのほうが大きい。第２の包括的配光パターンにおいて識別された道路使用者まで達する中央領域のライトレンジは、有利には、既存のライトレンジ制御装置によって制御される。
【００１５】
さらに、本発明の幾つかの態様では、平滑化されたライトレンジとも称される第３の包括的配光パターンが形成される。この平滑化されたライトレンジでは、最大ライトレンジが、識別された道路使用者までしか達しないように制御される。それにより、このライトレンジは、識別された道路使用者との間の間隔距離よりも小さくなるが、固定のものではなく、識別された道路使用者までの距離に応じた制御がなされる。ただし、この平滑化されたライトレンジでは、マスキングされた継続的ハイビームとは異なり、包括的配光パターンの中央における垂直明暗境界は形成されない。
【００１６】
「ライトレンジ」なる概念は、本発明においては、光強度が所定の限界値を下回る、角度に依存する道路上の距離のことである。ここでの光強度の限界値は特には明暗境界の場合と同様に定義される。ライトレンジを超える距離では光強度が特に小さいため、他の道路使用者はもはや眩惑されない。角度は特には水平角度であり、これは一方ではヘッドライトもしくはヘッドライト装置を通る長手軸によって形成され、他方では明暗境界上の所定の点と、ヘッドライトもしくはヘッドライト装置を通る長手軸と横軸との交点とをつなぐ線によって形成される。
【００１７】
本発明の方法の有利な実施形態では、包括的配光パターンが、第１のヘッドライトの第１の部分配光パターンと第２のヘッドライトの第２の部分配光パターンとの重畳によって形成される。或る包括的配光パターンを別の包括的配光パターンへ切り換える際、特に第１の包括的配光パターンを第２の包括的配光パターンへ切り換える際には、少なくとも第２のヘッドライトのライトレンジ（特には双方のヘッドライトのライトレンジ）が、中心軸の第１の側で低減される。その後、第２の包括的配光パターンを形成するために、第２のヘッドライトの発光装置を、垂直旋回軸を中心として旋回させる。
【００１８】
第２の包括的配光パターン、すなわち、マスキングされた継続的ハイビームが、右側通行において、左ヘッドライトの発光方向が右ヘッドライトの発光方向の外側へ旋回されることによって形成されて、２つのヘッドライトの発光方向間の角度が増大する場合、および、左ヘッドライトが中心軸に対する右側すなわち走行車線上で、中心軸に対する左側すなわち対向車線上よりも大きいライトレンジを有する場合には、左ヘッドライトのコーンビームの旋回時に場合により他の道路使用者が眩惑されるという問題が生じる。これを回避するために、本発明の方法では、まず、中心軸に対する第１の側の大きなライトレンジが低減される。この場合にはじめて発光方向が外側へ向かって旋回される。
【００１９】
マスキングされた継続的ハイビームの形成前のライトレンジの低減は、ヘッドライト装置によっていわゆる市街地用ビーム機能を形成することにより行われる。市街地用ビーム機能とは、対称の包括的配光パターンであって、制限されたライトレンジ、すなわち、第１の包括的配光パターン（例えばロービーム）の最大ライトレンジよりも小さいライトレンジを有するものを形成することを特徴とする。第２のヘッドライトはカーブ照明の場合と同様に外側へ旋回される。その後、第２の包括的配光パターンが形成される。
【００２０】
逆に、第２の包括的配光パターンすなわちマスキングされた継続的ハイビームから第１の包括的配光パターンすなわちロービームへ切り換えられる場合には、まず、市街地用ビーム配光パターンが形成され、ついで、第２のヘッドライトおよび場合により第１のヘッドライトが垂直旋回軸を中心として旋回され、その後、非対称の第１の包括的配光パターンが形成される。このようにして、第１の包括的配光パターンへの切り換え時にも他の道路使用者の眩惑は生じない。
【００２１】
さらに、本発明の第１の特徴により、車両用のヘッドライト装置が提供される。本発明のヘッドライト装置は、包括的配光パターンを形成するために、所定の距離を置いて配置された少なくとも２つのヘッドライトを備えている。また、ヘッドライト装置は、走行方向で見て車両前方の道路使用者を検出する道路使用者検出装置と、この道路使用者検出装置に接続され、第１の包括的配光パターンおよび第２の包括的配光パターンを形成する制御装置とを有する。ここで、第１の包括的配光パターンでは、中心軸に対する第１の側のライトレンジが中心軸に対する第２の側のライトレンジよりも大きく、第２の包括的配光パターンでは、包括的配光パターンが、識別された少なくとも１つの道路使用者の方向において当該道路使用者までの距離より小さいライトレンジを有し、かつ、他の方向において当該道路使用者までの距離より大きいライトレンジを有するように、制御される。本発明のヘッドライト装置は、制御装置により、第１の包括的配光パターンから第２の包括的配光パターンへの切り換えの際に、まず、中心軸に対する第１の側の少なくとも１つのヘッドライトのライトレンジが、少なくとも、識別された道路使用者までの距離よりも小さくなるまで低減され、その後、第２の包括的配光パターンが形成されるように、ヘッドライトが駆動されることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１の態様のヘッドライト装置は、特に、本発明の第１の特徴の方法の各ステップを完全にまたは部分的に実行するように構成されている。
【００２３】
本発明の第１の態様の装置は、特に、非対称の配光パターン、例えばロービームから、いわゆるマスキングされた継続的ハイビームへの移行を行う装置に関する。本発明の方法および本発明の装置によれば、特に、２つの包括的配光パターンを切り換える際に、他の道路使用者が眩惑されることはない。
【００２４】
本発明の第２の態様では、車両用ヘッドライト装置を制御する方法が提供される。ここでは、車両前方の走行方向における複数の道路使用者が検出される。この方法では、ヘッドライト装置によって、第３の包括的配光パターンが形成される。ここでは配光パターンが閉ループ制御されて、この配光パターンは、検出された道路使用者の方向において、検出された当該道路使用者との間隔よりも短いライトレンジを有し、別の方向においてはそれ以上の長さのライトレンジを有している。さらに、第２の包括的配光パターンが形成される。ここでは包括的配光パターンが閉ループ制御され、この包括的配光パターンは、検出された少なくとも１つの道路使用者の方向において、検出された道路使用者との間隔よりも短いライトレンジを有し、別の方向においては、検出された道路使用者との間隔よりも長いライトレンジを有する。この方法は次の特徴を有する。すなわち、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り換えの間に、検出された道路使用者の方向におけるライトレンジが、水平軸を中心としたヘッドライト装置の光放射方向の旋回によって閉ループ制御され、このライトレンジが検出された道路使用者に達する、という特徴を有する。
【００２５】
本発明の第２の態様ではさらに、包括的配光パターンを形成する、間隔の空いた少なくとも２つのヘッドライトと、車両前方走行方向における道路使用者を検出する装置とを有する車両用ヘッドライト装置が提供される。さらにこのヘッドライト装置は制御装置を有しており、この制御装置は道路使用者検出装置と結合されており、この制御装置によって第３の包括的配光パターンが形成される。ここでこの配光パターンが閉ループ制御されて、この配光パターンは、検出された道路使用者の方向において、検出された道路使用者との間隔よりも短くかつ別の方向においてはそれと同じがそれよりも長いライトレンジを有する。さらに、第２の包括的配光パターンが形成される。ここでは包括的配光パターンが閉ループ制御されて、この包括的配光パターンは検出された少なくとも１つの道路使用者の方向において、検出された道路使用者との間隔よりも短いライトレンジを有し、別の方向においては、検出された道路使用者との間隔よりも長いライトレンジを有する。このヘッドライト装置はライトレンジの閉ループ制御を特徴とし、このライトレンジ閉ループ制御によって、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り換え中に、検出された道路使用者の方向におけるライトレンジが、水平軸を中心としたヘッドライト装置の光放射方向の旋回によって、ライトレンジが検出された道路使用者に達するように閉ループ制御される。
【００２６】
第２の包括的配光パターンは殊に、上述した、マスキングされた継続的ハイビームである。第３の包括的配光パターンは殊に、上述した、平滑化された配光パターンである。但しこれら２つの包括的配光パターン間の切り換え時には殊に、ライトレンジが絶え間なく、検出された道路使用者に達することが保証される。このようにして、本発明の方法および本発明のヘッドライト装置によって、容易かつ低コストに、恒久的に良好な照明を、検出された道路使用者まで供給することができる。
【００２７】
本発明のヘッドライト装置の配光パターン閉ループ制御部は、水平軸を中心とした少なくとも１つのヘッドライトの光放射方向の旋回のために、殊に第１のアクチュエータを有している。さらに、ヘッドライト装置は、垂直な軸を中心にした少なくとも１つのヘッドライトの光放射方向の旋回のために、第２のアクチュエータを有している。このアクチュエータは例えば、カーブ照明機能のために既に存在しているアクチュエータである。
【００２８】
本発明のヘッドライト装置の別の構成では、これは各ヘッドライトに対して、それぞれ１つのシェード装置を有している。このシェード装置は少なくとも２つの、垂直および／または水平に動く、平板状の遮光板を有している。第２の包括的配光パターン、すなわちマスキングされた継続的ハイビームでは、側面領域は中央領域に対してそれぞれ１つの垂直な明暗境界を形成する。この明暗境界は、２つの遮光板のうちの少なくとも１つの遮光板の垂直位置および／または水平位置を変えることによって形成される。２つの遮光板を垂直および水平にスライドさせるために、ヘッドライト装置は殊に、２つの遮光板と結合されている、共通の第３のアクチュエータを有している。このようにして、種々の、本発明と相応に形成される包括的配光パターンを、３つのアクチュエータのみによって形成することができる。これによって、本発明のヘッドライト装置が低コストで製造および動作される。
【００２９】
本発明の第３の態様では、車両用ヘッドライト装置を制御する方法が提供される。ここでは、ヘッドライト装置によって、少なくとも２つの包括的配光パターンが形成される。ここで、これらの包括的配光パターン間は切り換え可能である。本発明の方法では走行特性が検出されて、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り換え時に、この或る包括的配光パターンからこの別の包括的配光パターンへの移行のための時間間隔が、この走行特性に依存して特定される。
【００３０】
第３の態様のこの方法では、殊に、車両前方の走行方向における道路使用者が検出され、ヘッドライト装置によって形成される包括的配光パターンが閉ループ制御されて、この包括的配光パターンは、少なくとも１つの検出された道路使用者の方向において、検出された道路使用者との間隔よりも小さいライトレンジを有し、別の方向においては、検出された道路使用者との間隔よりも大きいライトレンジを有する。この包括的配光パターンは殊に、上述した第２の包括的配光パターン、すなわち、マスキングされた継続ハイビームである。
【００３１】
この走行特性は殊に、車両の走行動的特性および／または加速度の高さ、殊に車両の加速度の絶対値の大きさによって特定される。ここで、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの移行に対する時間間隔は、この走行動的特性が大きくなるほど短くなる。すなわち殊に、加速度ないしは加速度の全体値が大きくなるほど短くなる。このような設計によって、移行時間を走行動的特性に合わせることができ、これによって、ユーザにとって快適な、包括的配光パターン間の切り換えが実現される。
【００３２】
時間間隔ΔＴは、加速度Ｂに依存して、殊に以下のように計算される。
【００３３】
ΔＴ＝−ｋ1・ａｂｓ（Ｂ）＋ｋ2
ここで前記ｋ1に対して、
０.３ｓ3／ｍ≦ｋ1≦２.０ｓ3／ｍ
が当てはまり、前記ｋ２に対しては、
２ｓ≦ｋ2≦１０ｓ
が当てはまる。
【００３４】
有利には、前記ｋ１に対して、
０.５ｓ3／ｍ≦ｋ1≦０.９ｓ3／ｍ
が当てはまり、前記ｋ2に対して、
４ｓ≦ｋ2≦６ｓ
が当てはまる。
【００３５】
殊に、ｋ1＝０.７ｓ3／ｍおよびｋ2＝５ｓが当てはまる。
【００３６】
さらに、走行特性を、運転者タイプによって特定することができる。運転者タイプの特定時にはまず、運転者が識別される。その後、この運転者に関する目下のデータ、場合によっては過去のデータも呼び出される。最終的に、運転者が特定の運転者タイプに割り当てられる。
【００３７】
さらに、運転者タイプはユーザによって自由に選択可能である。例えば運転者は、所望の走行特性を、走行開始前の入力によって特定することができる。
【００３８】
本発明の第３の態様ではさらに、車両用ヘッドライト装置が提供される。これは間隔を空けて配置された、包括的配光パターンを形成する少なくとも２つのヘッドライトと、制御装置とを有している。この制御装置によって少なくとも２つの包括的配光パターンが形成され、さらにこの制御装置によって包括的配光パターン間の切り換えが可能である。このヘッドライト装置は、さらに走行特性を検出する検出装置を含んでいる。このヘッドライト装置はタイマーを特徴としており、このタイマーによって、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り換え時に、この或る包括的配光パターンからこの別の包括的配光パターンへの移行に対する時間間隔が、走行特性に依存して定められる。
【００３９】
本発明の第３の態様によって形成された２つの包括的配光パターンは、第１および第２の上述した包括的配光パターン、並びに第１および第３の上述した包括的配光パターン、並びに第２および第３の上述した包括的配光パターンであり得る。
【００４０】
本発明の第３の態様によって、或る包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り換えに対する時間間隔が、次のように実現される。すなわち、走行特性に依存して、車両周辺の最適な照明がなされるように実現される。
【００４１】
本発明の第４の態様では、車両ヘッドライト装置を制御する方法が提供される。ここでは、車両前方の走行方向において前方を走行している道路使用者と対向して近づいて来る道路使用者とが検出され、ヘッドライト装置によって形成される配光パターンが次のように閉ループ制御される。すなわちこの配光パターンが、検出された前方を走行している道路使用者の方向において、検出された前方走行中の道路使用者との間隔よりも短いライトレンジを有するように閉ループ制御される。ここでこの配光パターンのライトレンジは、隣接走行路の方向においては、別の、殊に対向して近づいて来る道路使用者の検出に依存して、隣接走行路をより強く照明する第１の照明状態と隣接走行路をより弱く照明する第２の照明状態との間で切り換えられる。本発明の方法は、隣接走行路方向におけるライトレンジに対するこの２つの照明状態の切り換えが、別の、殊に対向して近づいて来る道路使用者の検出率に依存して遅延される、ということを特徴とする。
【００４２】
ヘッドライト装置によって形成されるこの配光パターンは、殊に上述した第２の包括的配光パターンであり、すなわちマスキングされた継続ハイビームである。このような包括的配光パターンの２つの照明状態において、本発明の方法では、第１の検出された道路使用者の隣の側方領域のライトレンジが、別の道路使用者の検出に依存して整合される。この整合によって、ライトレンジがライトレンジの側方領域において、マスキングされた継続ハイビームの中央領域に相応すると、配光パターンの第１の照明状態がマスキングされた継続ハイビームに相応し、配光パターンの第２の照明状態が上述した第３の総合的配光、すなわち、平滑化されたライトレンジに相応する。
【００４３】
遅延時間は殊に、別の道路使用者、殊に対向して近づいて来る道路使用者の検出が頻繁になるほど長くなる。例えば、別の道路使用者が検出される毎に、遅延時間が１つの延長間隔ぶんだけ延長され、この遅延時間は、所定の時間的減衰率によって短くなる。しかし場合によっては、遅延時間に対する最小値および最大値が設定される。これによって、遅延時間が、極めて高い交通密度の場合に相応に長くなることがなくなる。遅延時間の特別な選択によって、運転者にとって快適な光による像が形成される。これは、過度に頻繁な切り換えによる煩わしい印象を与えることがない。
【００４４】
さらに延長間隔を、次のことに依存して特定することができる。すなわち、どの水平角度位置で、別の、殊に対向して近づいて来る道路使用者が検出されたのかに依存して特定することができる。殊に、道路使用者が車両前方の左側に、または右側に、または中央に現れるのかが考慮される。最終的には、延長間隔はおよび／または減衰率は、車両速度にも依存して特定される。例えば、市街地道路における典型的な速度領域においては、遅延時間は、対向して近づいて来る道路使用者が検出された場合、増加するときには遅いが、低減するときには速い。他方では、例えば高速道路上で典型的な高速走行時には、新たに検出された別の道路使用者によって、遅延時間の長い延長が生じる。ここでは、遅延時間の低減は、減衰率によって緩慢に行われる。
【００４５】
遅延時間は例えば１秒から４００秒の範囲にあり、殊に２秒から２００秒の範囲にある。
【００４６】
本発明による方法の別の形態では、対向して近づいて来る道路使用者が検出されなかったときに、検出された道路使用者の方向おける配光パターンにおいて、短いライトレンジを有する中央領域が形成され、さらにこの中央領域の両側に隣接する、長いライトレンジを有する第１及び第２の側方領域が形成される。従ってここではマスキングされた継続的ハイビームが提供される。そこでは第２の側方領域が、隣接走行路を照明する。このケースでは、第１の、すなわち右側の側方領域が中央領域よりも長いライトレンジを有する場合に、第１の側方領域が中央領域よりも小さいかまたはそれと同じライトレンジを有している場合よりも、減衰率は大きくなる。従ってこの場合に隣接走行路は、マスキングされた継続的ハイビームの別の側方領域が照明される場合に、より迅速に再び照明される。第１の側方領域の照明はこの場合には、殊に、道路使用者の検出にも依存してオンオフされる。従って全体として本発明の方法によれば、道路使用者が比較的多い場合でも、頻繁な切り替えのない配光パターンが実現される。
【００４７】
本発明による方法の別の構成では走行路の曲線度合が特定され、この曲線度合が境界値を上回ると、隣接走行路を弱く照明する第２の照明状態に切り換えられる。走行路の湾曲性は、車両のセンサによって特定されたデータから特定される。これは例えば、操舵角旋回角度の時間的な変化である。または螺旋度は、車両の目下の位置と、例えばナビゲーションシステム内に存在するデジタル地形図とに基づいて特定される。
【００４８】
本発明の第４の態様では、さらに、車両用ヘッドライト装置が提供される。これは、包括的配光パターンを形成する、間隔の空いた少なくとも２つのヘッドライトと、車両前方走行方向における前方を走行している道路使用者と対向して近づいて来る道路使用者とを検出する装置とを有している。さらにこのヘッドライト装置は、制御装置を含んでいる。この制御装置は道路使用者検出装置と結合されており、この制御装置によって包括的配光パターンが形成される。この包括的配光パターンは次のように閉ループ制御される。すなわち、この包括的配光パターンが、検出された前方走行道路使用者の方向において、この検出された前方走行道路使用者との間隔よりも短いライトレンジを有するように閉ループ制御される。さらにこの包括的配光パターンのライトレンジは隣接走行路の方向において、対向して近づいて来る道路使用者に依存して、隣接走行路を強く照らす少なくとも１つの第１の照明状態と、隣接走行路を弱く照らす第２の照明状態との間で切り換えられる。このヘッドライト装置は、制御装置が遅延ユニットを有するという特徴を有している。この遅延ユニットによって、隣接走行路の方向におけるライトレンジに対するこの２つの照明状態間の切り換えが、対向して近づいて来る道路使用者の検出率に依存して遅滞される。
【００４９】
本発明の第４の態様によって、特に、異なる配光パターン間の過度に頻繁な往復的な切り替えを回避することができる。これによって、形成される配光パターンは安定し、また配光パターンの変化に起因してドライバーの気が逸らされることを回避することができる。
【００５０】
本発明の第５の態様によれば、車両のヘッドライト装置を開ループ制御するための方法が提供される。この方法においては、車両前方の方向における道路使用者が検出され、またヘッドライト装置によって形成される配光パターンは、検出された少なくとも１つの道路使用者の方向において、この検出された道路使用者までの距離よりも短いライトレンジを有し、且つ、別の方向においては検出された道路使用者までの距離よりも長いライトレンジを有するように閉ループ制御される。この方法は、別の方向におけるライトレンジが、車両の走行方向と、車両から検出された道路使用者または別の検出された交通関与体までの接続線との間の水平方向の角度に依存して閉ループ制御される。ヘッドライト装置によって形成される配光パターンは特に前述の第２の包括的配光パターンである。
【００５１】
特に、ライトレンジが別の方向において長くなればなるほど、水平方向の角度はいっそう小さくなる。本発明による方法の１つの実施形態によれば、別の方向におけるライトレンジＬに関して以下の関係が成り立つ。
【００５２】
LW = Lmax(-mΦ + n)
ここで、Lmaxは最大ライトレンジであり、Φは水平方向の角度であり、またmは、
0.167度-1 ≦ m ≦ 0.4度-1
特に、
0.2度-1 ≦ m ≦ 0.3度-1
特に有利には、
m = 0.25度-1
であり、またnは、
1 ≦ n ≦ 1.2
特に、
1.1 ≦ n ≦ 1.15
特に有利には、
n = 1.125
である。
【００５３】
さらには、有利には、所定の角度まではライトレンジが最大ライトレンジに相当し、その所定の角度を過ぎるとライトレンジが最小であると規定される。水平方向の角度Φ≦Φ1に対しては、別の方向におけるライトレンジが最大ライトレンジに相当し、この場合Φ1は０°から２°、特に０．２°から０．８°の範囲にある。さらに、水平方向の角度Φ≧Φ2に対しては、別の方向におけるライトレンジが最小ライトレンジに相当し、この場合Φ2は３°から６°、特に４°から５°の範囲にある。
【００５４】
前述のパラメータによって、道路使用者が接近してくる際、または道路使用者が追い越して行く際に、ライトレンジが突然短くはならないことを保証できる。この措置も光像の安定化に寄与する。
【００５５】
別の方向におけるライトレンジは特に、車両の走行方向と、車両から別の検出された道路使用者までの接続線との間の水平方向の角度に依存して閉ループ制御される。この場合、配光パターンは特に対向車線を照明する。
【００５６】
さらには、別の方向におけるライトレンジを、車両の走行方向と、車両から検出された道路使用者までの接続線との間の水平方向の角度に依存して閉ループ制御することができる。この場合、別の方向における配光パターンは追い越し過程の際に、検出された道路使用者の走行車線に隣接する領域、すなわち右側走行の場合には、追い越される道路使用者に隣接する右側の領域を照明する。特に、対向車線の方向における追い越し過程に関する信号がセットされた後、例えば方向指示器が対向車線の方向に操作された後に、別の方向におけるライトレンジの閉ループ制御を実施することができる。
【００５７】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、少なくとも検出された道路使用者の方向における配光パターンでは比較的小さいライトレンジを有する中央領域が形成され、この中央領域の両隣に比較的大きいライトレンジを有する側方領域が形成される。つまり、第２の包括的配光パターンが提供される。この場合、側方領域におけるライトレンジは、車両の走行方向と、車両から検出された道路使用者または別の検出された道路使用者までの接続線との間の水平方向の角度に依存して閉ループ制御される。
【００５８】
さらには、水平方向の角度に依存してライトレンジを開ループ制御する場合には、ヒステリシスを設けることができる。
【００５９】
さらに本発明の第５の態様によれば、包括的配光パターンを形成する、間隔を空けて設けられている少なくとも２つのヘッドライトと、車両前方の走行方向における道路使用者を検出するための装置とを備えている車両用のヘッドライト装置が提供される。ヘッドライト装置はさらに制御装置を含んでおり、この制御装置は道路使用者検出装置と接続されており、またこの制御装置によって包括的配光パターンを形成することができ、さらには、少なくとも１つの検出された道路使用者の方向において、包括的配光パターンがこの検出された道路使用者までの距離よりも短いライトレンジを有しており、且つ、別の方向においては検出された道路使用者までの距離よりも長いライトレンジを有しているように包括的配光パターンを閉ループ制御することができる。ヘッドライト装置は、別の方向におけるライトレンジを、車両の走行方向と、車両から検出された道路使用者または別の検出された道路使用者までの接続線との間の水平方向の角度に依存して閉ループ制御できるように、制御装置を用いてヘッドライトを駆動制御できることを特徴としている。
【００６０】
本発明の第５の態様の方法およびヘッドライト装置によって、特に、自車両の前方に車両が走行しており、且つ、別の車両が接近してくる場合、または、自車両が先行の別の車両を追い越す場合に配光パターンを開ループ制御することができる。この場合には、形成される包括的配光パターンが突然変化しないことが保証される。
【００６１】
本発明の第６の態様によれば、車両のヘッドライト装置を開ループ制御するための方法が提供され、この方法によって少なくとも２つの包括的配光パターンを形成することができ、２つの包括的配光パターンを往復的に切り替えることができる。この方法では車両前方の走行方向における道路使用者が検出される。本発明によれば、他の道路使用者の検出率に依存して、２つの包括的配光パターンの内の一方が選択される。
【００６２】
本発明の第６の態様による方法によって、交通密度が過度に高い場合、すなわち、ある期間内に非常に多数の道路使用者が検出される場合には、所定の包括的配光パターンを形成することができる。特に、２つの包括的配光パターンは前述の第２の包括的配光パターン、すなわちマスキングされたハイビーム、および第３の包括的配光パターン、すなわち平滑化された（ならされた）ライトレンジである。検出率が所定の限界値を超過すると、この平滑化されたライトレンジが包括的配光パターンとして形成される。これにより、非常に長いライトレンジを有するマスキングされたハイビームの領域を過度に頻繁にオンオフしなければならないことを回避できる。
【００６３】
さらに本発明による方法の１つの実施形態によれば、別の検出された道路使用者の位置及び／又は車両速度に依存して包括的配光パターンが選択される。例えば、道路使用者が検出される度に第１の増分値が形成される。道路使用者が検出される度に形成されるこの第１の増分値が積分され、積分された増分値から、車両速度に依存する第２の増分値が減算される。これによって、包括的配光パターンの内の一方を特徴付ける第１の出力信号が形成される。この場合、第１の増分値も付加的に車両速度に依存していて良い。
【００６４】
本発明による方法の別の実施形態によれば、包括的配光パターンの選択が択一的または付加的に、車両の時間的な操舵角変化に依存して行なわれる。特に、操舵角変化に依存して第１の操舵角値が形成される。さらに、車両走行速度および操舵角に依存して第２の操舵角値が形成される。続いて、第１の操舵角値および第２の操舵角値に依存して、包括的配光パターンの内の一方を特徴付ける第２の出力信号が形成される。時間的な操舵格変化を考慮することによって、曲がりくねった走行路を検出することができる。所定の包括的配光パターンの使用、例えばマスキングされたハイビームの使用はカーブする走行路においては不利である。したがって付加的に、本発明による方法によって、カーブする走行路においては、その種の走行路に適している包括的配光パターンを形成することができる。例えばこの場合には、平滑化されたライトレンジを形成することができる。
【００６５】
本発明による方法の別の実施形態によれば、第３の包括的配光パターンが形成され、これは第１の出力信号または第２の出力信号がそのような包括的配光パターンを特徴付ける場合に行なわれる。さらには、２つの包括的配光パターンを往復的に切り替える場合には、頻繁な切り替えを回避するために、ヒステリシスを設けることができる。
【００６６】
さらに本発明の第６の態様によれば、２つの包括的配光パターンを形成する、間隔を空けて設けられている少なくとも２つのヘッドライトと、２つの包括的配光パターンの往復的な切り替えを行なうことができる制御装置と、車両前方の走行方向における道路使用者を検出する装置とを備えている、車両用のヘッドライト到達距離が提供される。本発明によるヘッドライト装置は、２つの包括的配光パターンの内の一方を他の道路使用者の検出率に依存して選択できるように制御装置が構成されていることを特徴とする。
【００６７】
本発明によるヘッドライト装置は特に、本発明の第６の態様の方法のステップを完全にまたは部分的に実施できるように構成されている。
【００６８】
以下では、本発明の上述の全ての態様と組み合わせることができる、本発明の考えられる実施形態および発展形態を説明する。さらに、以下において説明する実施形態および発展形態を相互に任意に組み合わせることができる。
【００６９】
本発明による方法の１つの実施形態においては、一方の包括的配光パターンから他方の包括的配光パターンへの切り替えが自動的に、特に道路使用者の検出に依存して行なわれる。さらには、一方の包括的配光パターンから他方の包括的配光パターンへの切り替えがユーザの操作過程によってトリガされることも考えられる。
【００７０】
本発明による方法の別の実施形態によれば、少なくとも１つの包括的配光パターンのエネルギ消費量を調整することができる。特に第２の包括的配光パターンを、ロービームと従来のハイビームとの間においてのみビームを上または下に向けるいわゆるハイビームアシスタントとしてのエネルギ節約モードにおいて動作させることができる。このエネルギ節約モードにおいては、移動頻度が低減されることによって、特にアクチュエータの操作が稀にしか行なわれないことによってエネルギが節約される。
【００７１】
さらに本発明による方法においては、多車線の道路を走行しているか否かを検出することができる。ここで多車線の道路とは、隣接する複数の走行路が同一の走行方向に対応付けられているものと解される。多車線の道路が検出されている場合には、隣接する走行路に対する照明状態へと切り替えられ、そのような照明状態ではこの隣接する走行路が比較的短いライトレンジでもって照明される。例えば、平滑化されたライトレンジに関しては第３の包括的配光パターンへの切り替えを行なうことができる。
【００７２】
本発明による方法の１つの実施形態によれば、２つの包括的配光パターンの往復的な切り替えにおいてヒステリシスが設けられる。特に、本発明による方法の第４の態様においては、隣接する走行路の方向におけるライトレンジに関する２つの照明状態の往復的な切り替えにおいてヒステリシスが設けられる。この構成によって、２つの包括的配光パターン間の過度に頻繁な往復的な切り替えを回避することができる。このことは光像の安定化に繋がる。
【００７３】
本発明による方法及び本発明によるヘッドライト装置においては、他の道路使用者をカメラ、特に後段に画像処理ソフトウェアが設けられているＣＣＤカメラおよび／またはレーザセンサ、赤外線センサおよび／またはレーダセンサによって検出することができる。それらのセンサによって、他の道路使用者が検出領域内に存在しているか否かが検出される。検出された場合には、この他の道路使用者がどの位置において自車両に相対的に存在しているかがさらに検出される。このようにして、照明された道路使用者しか検出できないのではなく、歩行者のような固有の光源を有していない他の道路使用者も検出することができる。
【００７４】
本発明による方法の上述の全ての態様においては、道路使用者（照明された車両の場合）を車両前方の走行方向において、特に以下のやり方で検出することができる。すなわち、可視スペクトル領域にある交通領域の画像が記録され、その画像から閾値を上回る輝度と関連付けられた領域が抽出され、領域が少なくともその領域の大きさに応じて分類され、各領域に対して、領域の分類とこの領域に対応付けられる物理的な大きさとから、車両ライトに関する画像領域の類似性に関する尺度を表す信頼値が形成され、最後に、この信頼値に依存して、車両ライトに対応付けられる領域か否かが決定される。
【００７５】
本発明による方法は、遠く離れた光源に由来する画像の明るい領域が近傍の光源に由来する明るい領域と区別されることを考慮する。この区別に基づいて、画像の明るい領域が分類される。しかしながら多くの場合は、この分類によって領域の車両ライトへの一義的な対応付けが不可能になるので、この分類に続いて、少なくとも車両に一義的に対応付けることができない領域に対しては信頼値が決定される。この信頼値に依存して、領域を車両ライトに対応付けることができるか否かを非常に信頼性高く求めることができる。
【００７６】
本発明の方法の１つの実施形態によれば、複数の領域を分類する際に、領域の特性から分類値が得られる。この分類値は各領域に割り当てられており、領域の分類値および物理的変量から信頼値が形成される。分類値は、分類する際に各クラスに領域をどの程度良好に、ないしはどの程度一義的に割り当てることができるかを表すものである。したがって分類値は、クラス内部での区別を表している。
【００７７】
各領域に対する分類のためにとりわけ特性が決定される。これらの特性は例えば領域の輝度、領域の形状ないし輪郭、および／または、領域内の色を含むことができる。特性はさらに、領域の重心、面積、および／または、主軸、ならびに付加的または択一的に、領域のモノクロのピクセル強度に対する値を含むことができる。領域のモノクロのピクセル強度に関して、最大強度、平均値、標準偏差、領域内の最大値の位置、ヒストグラム分布、および／または、平均勾配値を考慮することができる。さらにこれらの値を、付加的または択一的に、車両ライトの尾灯の色に相当する色、通常は赤色、のピクセルに関してのみ決定することができる。
【００７８】
さらには、モノクロのピクセルと赤色のピクセルとの間で種々異なる比較を決定することによって、例えばモノクロレベルの平均値と赤色レベルの平均値の間での比率を決定することによって、色情報を直接得るために用いられる特性を考慮することができる。この関連において「モノクロ」とは、この領域におけるグレー値ないし輝度であるとも解される。
【００７９】
最後に本発明の方法においては、複数の順次連続する画像を考慮して特性の平均値を形成することができる。
【００８０】
本発明の方法の１つの実施形態によれば、複数の領域の分類値が学習アルゴリズムを用いて獲得され、その後これらの分類値が、不連続の重み付けされた分類値に割り当てられる。それから信頼値が、領域の重み付けされた分類値および物理的変量から形成される。
【００８１】
本発明の方法の１つの実施形態によれば、信頼値を形成する際に用いられる物理的変量は、領域内の最大グレー値、とりわけ最大可能なグレー値によって正規化された領域内の最大グレー値である。このように信頼値を決定する際、自車両により近い車両は、遠く離れている車両よりも画像上でより明るい領域を形成するということが考慮される。相応にして、自車両の近くにある車両に割り当てられる領域は、より遠く離れている車両に割り当てられる領域よりも高い信頼値を有する。さらに、車両の固有光の反射によって引き起こされる明るい領域は低い信頼値を獲得し、この反射が非常に遠く離れた構造物によって引き起こされる場合には、この信頼値はさらに低減する。
【００８２】
本発明の方法の別の１つの実施形態によれば、領域を１つの車両ライトに割り当てることができるか、または車両の複数の照明に割り当てることができるかが、分類に基づいて既に決定される。その後、分類に基づいて車両ライトを一義的に割り当てることができない領域に対してのみ、信頼値が形成される。
【００８３】
本発明の別の１つの実施形態によれば、方法の信用性を改善するために領域の周囲が検査される。この際、１つの領域の近くに別の領域が存在するか否かが決定され、このようにして２つの領域を車両の２つのヘッドライトまたは尾灯に割り当てることができる。したがって複数の領域のペア形成が実施される。ここから二重領域に対する示唆を得ることができ、この二重領域をとりわけ複数の自動車の照明に割り当てることができる。この検査に基づいて領域の分類値を適合させることができる。
【００８４】
本発明の方法の別の１つの実施形態によれば、ある領域の時間的な展開を、画像シーケンスに基づいて追跡することができる。しかしながらその領域の追跡は困難であることが多いので、本発明の方法は、信頼値の時間的コヒーレンスを決定することによってこのような領域の追跡とは独立して実施することもできる。この場合には信頼値は、該信頼値の時間的コヒーレンスに依存して変化する。これに関してとりわけ蓄積フィールドが形成され、該蓄積フィールドでは画像の画像点に対して信頼値が蓄積される。例えば蓄積フィールドにおいてある画像から後続の画像に移行する際に、画像点に対する信頼値は、固定値だけ低減することができ、かつ、後続する画像の相応の画像点の信頼値だけ増加することができる。さらには、蓄積フィールドにおいてある画像から後続の画像へと移行する際に、領域に割り当てられたオブジェクトの期待される動きに依存して領域を拡大させることができる。最後に、蓄積フィールドの時間的な展開に基づいて、領域を車両ライトに割り当てるか否かを決定することができ、この際蓄積フィールドの信頼値は時間的なヒステリシスを受けている。
【００８５】
本発明による信頼値の時間的コヒーレンスの決定に関する利点は、画像シーケンス内での領域の実施困難な追跡が必要ないことである。その際、領域を確実に車両ライトに割り当てるために、ごく僅かな画像フレームに対する蓄積フィールドを考慮するだけで充分であり、したがって非常に迅速に割り当てを実施することができる。
【００８６】
本発明の別の１つの実施形態によれば、交通領域は、４０°よりも大きい水平開口角において記録される。このような開口角を使用することの利点は、画像を、暗闇で車両を検出するためだけに使用できるのではなく、他の車両アプリケーション、例えば車両支援システムを検出するためにも使用できることである。しかしながらこのような開口角の場合には非常に離れた車両ライトを検出するのが困難である。したがって本発明の方法の発展形態によれば、車両の尾灯の色、つまり通常は赤色、に相応する波長領域でのみ感応する領域と、とりわけ可視スペクトルにおける入射光の輝度を検出する他の領域とを有するセンサによって画像が記録される。この場合入射光の輝度を検出する領域は、とりわけ近赤外線領域からの光は検出しない。
【００８７】
車両の尾灯の色に相当する波長領域のみにある領域は、例えば２５％を占める。
【００８８】
画像は、とりわけモノクロカメラによって撮影される。
【００８９】
以下、添付した図面を参照して実施例に基づき本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明のヘッドライト装置のヘッドライトの実施例を示す概略図
【図２】本発明のヘッドライト装置の実施例を示す概略図
【図３】本発明の方法の実施例によって形成される、測定スクリーン上における第１の包括的配光パターンの放射特性を示す図
【図４】本発明の方法の実施例によって形成される、道路上における第１の包括的配光パターンの放射特性を示す図
【図５】本発明の方法の実施例によって形成される、測定スクリーン上における第２の包括的配光パターンの放射特性を示す図
【図６】本発明の方法の実施例によって形成される、道路上における第２の包括的配光パターンの放射特性を示す図
【図７】本発明の方法の実施例によって形成される、道路上における第３の包括的配光パターンの放射特性を示す図
【図８】他の道路使用者を検出するための装置の概略構造図
【図９】本発明の方法の実施例において実施される、他の道路使用者を検出するための方法ステップを示す図
【図１０】他の道路使用者を検出する際に実行されるヒステリシスプロセスを示す図
【図１１】本発明の方法の実施例において他の道路使用者を検出する際に使用される、別の考えられる方法ステップを示す図
【図１２】第１の包括的配光パターンから第２の包括的配光パターンへと切り換わる際の、公知の方法における配光パターンを示す図
【図１３】本発明の方法の実施例に基づいて、第１の包括的配光パターンから第２の包括的配光パターンへと転換する際の配光パターンを示す図
【図１４】第２の包括的配光パターンの例を示す図
【図１５】本発明の方法の実施例に基づいて、第２の包括的配光パターンの中心領域におけるライトレンジの変化を示す図
【図１６】本発明の方法の実施例に基づいて、対向車における左側領域での第２の包括的配光パターンの変化を示す図
【図１７】本発明の方法の実施例に基づいて、対向車における左側領域での第２の包括的配光パターンの変化を示す図
【図１８】本発明の方法の実施例に基づいて、追い越しプロセスにおける第２の包括的配光パターンの右側領域の変化を示す図
【図１９】本発明の方法の実施例に基づいて、追い越しプロセスにおける第２の包括的配光パターンの右側領域の変化を示す図
【図２０】本発明の方法の実施例に基づいて、検出された道路使用者に対する水平角に依存して、第２の包括的配光パターンにおける側方領域のヘッドライトレンジが形成される様子を示す線図
【図２１】本発明の方法の実施例に基づいて、第１の包括的配光パターンから第２の包括的配光パターンへと切り換える際のオーバーラップ時間を詳細に示す線図
【図２２】遅延時間を計算するためのブロック回路図
【図２３】本発明の方法の実施例に基づいて、第２の包括的配光パターンと第３の包括的配光パターンとの間の切り換えプロセスを形成するためのブロック回路図
【００９１】
一般的に図２に図示されているヘッドライト装置は、２つの隣接する投影型ヘッドライト１および２を含み、これらの投影型ヘッドライトは、車両の右側および左側の前方に公知の方法で配置されている。この投影型ヘッドライト１、２の一つが図１に図示されている。他方の側に配置されている投影型ヘッドライト２は実質的に同一に構成されている。
【００９２】
図１には、車両長手軸および垂直線Ｖによって画定された平面に対して平行な平面上に、投影ヘッドライト１の断面が図示されている。投影型ヘッドライト１は公知の形式および方法で、回転楕円体として形成された反射器６によって取り囲まれた光源３を含む。したがって反射器６は２つの焦点を有する。光源３は反射器６の２つの焦点のうちの１つに設けられている。光源３によって放射された光は、反射器６によって投影レンズ７の方向に投影ヘッドライト１の光放射方向Ｌへと反射される。平坦な遮光板８および９を備えたシェード装置は、投影レンズ７の焦点に、および、反射器６の２つの焦点の近くに配置されている。平坦な遮光板８および９の垂線は、光放射方向Ｌに対して実質的に平行に配向されている。光源３と反射器６とレンズ７と遮光板８、９は、ガラスパネル５によって閉鎖されているケーシング４の中に配置されている。投影型ヘッドライト１の包括的配光パターンの明暗境界の形状は、前記遮光板８および９を垂直方向および／または水平方向に移動させることによって変化させることができる。
【００９３】
どのようにして遮光板８および９の移動によって種々異なる包括的配光パターンを形成することができるかは、例えば刊行物ＤＥ１０２００７０４５１５０Ａ１に記載されており、これに関する前記刊行物の内容は引用によって本願に取り込まれる。
【００９４】
以下、図２に関連して、右側および左側にそれぞれ１つの図１に図示したようなヘッドライト１，２を含むヘッドライト装置の実施例を説明する。
【００９５】
ヘッドライト装置の右ヘッドライト１は制御器１３と接続されており、左ヘッドライト２は制御器１４と接続されている。制御器１３および１４によってヘッドライト１および２の部分的配光パターンが制御され、部分的配光パターンは重畳されて包括的配光パターンを形成する。
【００９６】
制御器１３および１４はヘッドライト１および２用のライトレンジ調整器を制御する。ライトレンジ調整器においてヘッドライト１および２は、アクチュエータ１９ないし２２を用いて水平軸３７を中心にして旋回することができる。ヘッドライトの光放射方向Ｌはこのようにして矢印Ａ（図１）の方向に旋回させることができる。さらには制御器１３および１４はアクチュエータ２０ないし２３を制御し、これらのアクチュエータを用いてヘッドライト１および２は垂直軸３８を中心にして旋回することができる。アクチュエータ２０および２３を用いてヘッドライト１ないしヘッドライト２の光放射方向Ｌを矢印Ｂの方向に旋回させることができる。アクチュエータ２０および２３は例えば既存のコーナリングランプの一部である。最後に制御器１３および１４は、右ヘッドライト１および左ヘッドライト２用の、シェード装置の遮光板８および９の垂直位置および／または水平位置を、アクチュエータ２１および２４を用いて制御する。
【００９７】
以下、図３から７に関連して、種々異なる包括的配光パターンについて説明する。包括的配光パターンは、本発明のヘッドライト装置のヘッドライト１および２によって形成することができる。
【００９８】
ヘッドライト装置によって形成される第１の包括的配光パターン３９は、図３では、測定スクリーン上における等照度曲線として示されており、図４では道路上の明暗境界に基づいて示されている。包括的配光パターン３９は中心軸３６に対して非対称である。ここでの中心軸３６とは、直線状の走行車線の場合にヘッドライト装置を含む自車両１０の走行車線２６と対向車線２７とを画するセンターラインでもある。対向車線２７の領域におけるライトレンジは、走行車線２６の領域におけるライトレンジよりも非常に狭く、右側通行の場合には走行車線２６の右側におけるライトレンジよりも短い。この非対称性は、図３に図示された測定スクリーン上の配光パターンにおいても見て取れる。第１の包括的配光パターン３９の右側には、水平線３５との間に１５°の角度をなす拡張部４２が生じる。明暗境界ないし測定スクリーン上の配光パターンの経過は、本実施例の場合、ヘッドライトのロービームのための現在の欧州規格ＥＣＥ−Ｒ１１２の基準値に相当する。
【００９９】
本発明のヘッドライト装置ないし本発明の方法によって形成された第２の包括的配光パターン４０が、図５では、測定スクリーン上における等照度曲線として示されており、図６では、道路上の明暗境界として示されている。第２の包括的配光パターン４０は、マスキングされたハイビームである。包括的配光パターン４０の特徴は、この包括的配光パターン４０が、検出された道路使用者１２の方向に、つまり包括的配光パターン４０の領域Ｍにおいて、少なくとも検出された道路使用者１２、とりわけ他の道路使用者１２との間隔よりも短くなるように調整されるライトレンジを有することである。他の道路使用者１２が先行車である場合には、ライトレンジは包括的配光パターン４０の領域Ｍにおいて先行車１２のリアバンパーまで達することができる。
【０１００】
検出された道路使用者１２の方向で中央領域Ｍの横にある少なくとも１つの側には側方領域Ｓ１が形成されており、この側方領域Ｓ１ではライトレンジが第２の包括的配光パターン４０の領域Ｍにおけるライトレンジよりも大きい。したがって車両１０の運転者に車両１０の前方の交通領域をより良く照明して提供するために、道路使用者１２の横が照明される。側方領域Ｓ１におけるライトレンジは、たとえば従来のハイビーム機能のライトレンジに相当する。好ましくは第２の包括的配光パターン４０での別の側にも側方領域Ｓ２が形成され、この側方領域Ｓ２も中央領域Ｍにおけるライトレンジよりも大きな照明幅を有する。側方領域Ｓ２のライトレンジも、従来のハイビーム機能の照明幅に対応することができる。これにより第２の包括的配光パターン４０は、道路使用者１２が検出された場合に、配光パターン内で走行方向で道路使用者１２の前方で領域が切り抜かれた従来のハイビームに対応することができる。このようにして車両１０の運転者には、他の道路使用者１２を眩惑することなく交通関与空間の最適な照明が提供される。ヘッドライト装置の照明領域にさらに別の道路使用者、たとえば対向車両１１が検出されると、さらにライトレンジがこの道路使用者１１の方向でも当該ライトレンジがこの道路使用者１１にだけ達するように制御される。
【０１０１】
図６に示した場合では、第２の包括的配光パターン４０の側方領域Ｓ２におけるライトレンジが、対向車両１１と自車１０との間隔に連続的に適合される。さらに別の構成によれば、中央領域Ｍの幅が、検出されたすべての道路使用者が側方領域Ｓ１とＳ２の間のいわゆる回廊状領域内に存在するように選択される。すなわちたとえば図６では図示の車両１１と１２が回廊状領域内に存在するように選択される。しかしこの場合も、第２の側方領域Ｓ２に対するライトレンジは、とりわけ対向車両１１の位置に依存して制御される。これについては以下でさらに説明を補足する。
【０１０２】
以下でも詳細に記載するように、中央領域Ｍおよび場合により側方領域Ｓ１とＳ２におけるライトレンジを制御するために、車両１０の前方走行方向にある他の道路使用者についてのデータが画像処理装置１５から制御機器１６に連続的に伝送される。検出された他の道路使用者１２または１１の位置に依存して、制御機器１６はヘッドライト１と２用の制御器１３及び１４に制御信号を伝送する。これらの信号に基づき制御器１３及び１４は、右ヘッドライト１用アクチュエータ１９〜２１と左ヘッドライト２用アクチュエータ２２〜２４とを、所望の第２の総合的配光パターン４０が形成されるように制御する。このとき垂直方向の明暗境界が、一方では垂直軸３８を中心にするヘッドライト１と２の旋回によって、他方ではアクチュエータ２１と２４による遮光板８と９の操作によって形成される。これに対して中央領域Ｍにおける水平方向の明暗境界、すなわち中央領域Ｍのライトレンジは、遮光板８と９の移動によって形成されるのではなく、好ましくはもっぱらライトレンジ制御によって、すなわち水平軸３７を中心にするアクチュエータ１９と２２によるヘッドライト１と２の旋回によって形成される。
【０１０３】
明暗境界に関連して使用される水平と垂直の概念は、光照射方向Ｌに対して垂直に配置された測定スクリーン上の配光パターンを基準にする。この場合、水平の明暗境界は、スクリーンが１０ｍ離れたときにヘッドライト１と２の取付け高さの下方１０ｃｍに配置された水平軸３５に対して水平である。垂直の明暗境界はこの水平軸３５に対して垂直に延在する。
【０１０４】
図７には、本発明のヘッドライト装置と本発明の方法により形成された第３の包括的配光パターン４１が道路上の明暗境界として図示されている。この第３の包括的配光パターン４１は平滑化されたライトレンジとも称される。第３の包括的配光パターンは、配光パターン４１の最大ライトレンジが車両１０の前方の走行方向で検出された道路使用者１２に達するように制御されることを特徴とする。したがってこの第３の包括的配光パターン４１では、検出された別の道路使用者１２までの最適照明が、この道路使用者１２を眩惑することなく保証される。しかしマスキングされた持続ハイビームの側方領域Ｓ１とＳ２は提供されない。第３の包括的配光パターン４１は、ヘッドライト１と２の間に延在する垂直面に対し光放射方向Ｌの方向で実質的に対称である。第３の包括的配光パターン４１では最大ライトレンジが、図７に示すように実質的に開口角全体にわたって形成される。しかし開口角は、対向車両１１が第３の包括的配光パターン４１を有する車両１０とすれ違うときに、反対車線上のこの対向車両１１が眩惑されないように選択される。第３の包括的配光パターン４１の最大ライトレンジの制御は、遮光板８と９によって行われる。すなわち第２の包括的配光パターン４０の中央領域Ｍにおけるライトレンジの制御とは異なる。
【０１０５】
さらに車両の走行方向、すなわち通常はヘッドライト１、２の光放射方向で道路使用者を検出するための装置が設けられている。この検出装置は、図２に示すように画像処理装置１５が接続されたカメラ１８とすることができ、カメラは先行車両１２および対向車両１１の光を検出する。画像処理装置１５により、この光の方向を水平方向にも垂直方向にも検出することができる。画像処理装置１５は、前方を指向するカメラにより記録されたシーンを分析する。このシーン中では先行車両１２と対向車両１１の光の位置が検知される。他車１１、１２の２つのヘッドライトまたは尾灯の水平方向の間隔に基づいて、画像処理部は付加的に車両の幅を推定することができる。さらに他の道路使用者の光源を検出することができる。最後に、道路照明または集落を推定させる光源を識別することができる。道路照明は通例、カメラ画像における位置、または電源による周波数変調された強度により車両灯から区別することができる。カメラの開口角は、好ましくはヘッドライト装置の開口角に対応する。
【０１０６】
システムの別の構成によれば、検出装置１５はレーザセンサまたはレーダセンサとして構成されており、これにより光放射方向Ｌの方向で対象物の距離を測定することができる。ここではとりわけ照明されない道路使用者または十分に照明されない道路使用者、たとえば歩行者および場合により自転車を検出することができる。さらに距離測定を介して、配光パターンの眩惑限界内にある目的の道路使用者を検出することができる。最後に、道路使用者の距離、速度および運動方向の測定を介して、車両または道路使用者を良好に分類することができ、これによりヘッドライト装置の誤制御が回避される。対象物の間隔から、垂直角度、すなわち自車からの間隔が計算され、この間隔はヘッドライト装置のための制御量として使用することができる。
【０１０７】
さらにレーザセンサまたはレーダセンサによる距離測定によって、速度検出を用いて走行車両を静止対象物から区別することができる。さらに走査式レーザ距離測定により、検出された対象物の幅を測定することができ、これにより高い確率で対象物の形式、すなわち道路使用者、自動車または自転車であるか、またはガイドポストであるかを推定することができる。
【０１０８】
レーザセンサまたはレーダセンサは、とりわけ道路使用者の垂直位置の検出に関する識別確率を高めるためにカメラと組み合わせることもできる。カメラ、レーザセンサまたはレーダセンサは車両の走行支援システムとともにますます使用されているから、このセンサ系をヘッドライト装置の制御にも付加的なコストを発生せずに使用することができる。
【０１０９】
以下、図８から１１に関連して、本発明の実施例による道路使用者を検出するための装置の別の可能な構成について詳細に説明する。
【０１１０】
この場合、検出装置は、交通領域の画像を可視スペクトルで記録するセンサを有する。このセンサはたとえばフロントウィンドウの後方で走行方向で車両前方の道路を指向することができる。センサはモノクロ画像記録システムであり、これにより自車の前方に６００ｍ以上離れて存在する光源をリアルタイムで検出することができる。とりわけ他車の６００ｍ以上離れたヘッドライトと、他車の４００ｍ以上離れた尾灯を検出することができる。
【０１１１】
センサはカメラ１８に組み込むことができる。カメラは、画像処理にしたがい車両のヘッドライト１、２の制御のために使用される画像記録以外にも使用することができる。センサの画像記録は、車線支援システムのような別の運転者支援システムおよび交通標識識別のためにも使用することができる。センサの多重使用は車両の製造コストを低減する。
【０１１２】
車両は夜間では通例、車両ヘッドライトの光放射または車両尾灯の光放射に基づいて検出される。ここで、記録された画像中に発生する光強度に関しての単純な閾値形成では確実な車両検出ができないことが判明した。車両自体から放射された光は、車両前方の交通領域に存在する種々の対象物で反射されてこの車両に戻るため、距離が中程度または大きいと、そのような固有反射と別の車両とを区別するのが困難である。この理由から、センサおよびセンサにより記録された画像の後での画像処理をこの問題に適合させることが必要である。
【０１１３】
まずヘッドライトと尾灯とを効率的に区別できるようにするため、センサは、車両の尾灯色に対応する波長領域にだけ感度のある領域を有する。すなわちこのセンサ領域は、赤色光にだけ感度がある。しかしカラーセンサはモノクロセンサ、すなわち明度またはグレー値を測定するセンサと同等であるから、このセンサは、可視スペクトルの明度を検知する領域をさらに有する。このセンサでは明度に対するセンサ領域が画素の７５％であり、赤色光に対する領域が画素の２５％である。このようなセンサにより、他の適用も使用することができる画像が記録される。
【０１１４】
センサの水平開口角はたとえば４０゜より大きい。このような開口角では、遠く離れた尾灯を検知するのが困難である。たとえば１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさの尾灯は、１００ｍ以上の間隔ではセンサの１つの画素以下に結像される。とりわけ尾灯から放射される光は大きな円錐形を形成し、そのため尾灯は約４００ｍ離れると約４から１０の画素の領域にしか到達しない。しかし色情報をセンサにより記録された画像から得るために、赤色フィルタとカラーフィルタのない３つのピクセルを備えるフィルタ装置が前置で使用されるか、またはいわゆるバイヤーマトリクスが使用される。センサは２×２のブロックを含んでおり、１つは赤色スペクトル領域に感度のあるセクタであり、３つは従来のモノクロ検知器である。モノクロ検知器は色感度のある検知器よりも高い感度を有するが、赤色スペクトル領域の光も検出する。このようなセンサにより、赤色光源を白色光源から区別し、しかし同時にカラーフィルタなしで画素に対して高い感度を提供することができる。センサは近赤外線領域では不感であり、１画素当たり１０ビットで対数曲線を使用して動作し、この対数曲線は、情報が失われてしまうような完全飽和に光点が達するのを阻止することに注意すべきである。
【０１１５】
センサは画像処理装置１５と接続されている。画像処理装置１５は、センサにより記録された画像を分析し、記録された画像の明るい画像領域を自車の交通領域にある車両に割り当てることができる。画像処理の際には、自車付近にある車両に対する領域であって、センサにより記録された明るい領域は、遠く離れた車両に対する領域から基本的に区別されることが考慮される。さらに対応する相違が、ヘッドライトから由来する明るい領域と、尾灯から由来する領域と生じる。ヘッドライトから由来する明るい領域の強度はより大きく、白であり、これに対して尾灯から由来する明るい領域の強度はより小さく、赤である。さらに画像処理の際には、自車に近い車両に対する装置は、自車から遠く離れた車両に対する装置よりも高速に応答しなければならないことが考慮される。
【０１１６】
以下では、画像処理装置１５の詳細と、本方法の第１の構成で実施される他の道路使用者を検出するためのステップを、図８から１０に基づいて説明する。
【０１１７】
まずステップ１００で上に説明したようにセンサによって、自車１０の前方の交通領域の画像が可視スペクトルで記録される。
【０１１８】
ステップ１１０で抽出ユニット３１によって、画像のどの関連領域が所定の閾値を上回る明度を有するかが求められる。この画像領域が抽出される。続いてこの画像領域に対して、これが他車に割り当てられるか、または車両ではない別の対象物に割り当てられるかを決定しなければならない。抽出は単純な閾値形成に基づくから、これは画像処理装置１５により非常に高速に、すなわち好ましくはリアルタイムで実行することができる。
【０１１９】
明度に関して閾値を上回る画像の関連領域は、ブロブとも称される。
【０１２０】
次に各領域について以下のステップ１２０から１４０が実行される。
【０１２１】
ステップ１２０では領域が分類ユニット３２により分類される。さらに領域に分類値が割り当てられる。そのためにまず、領域の種々の特性が決定される。これらの特性のうち、領域の最大グレー値と領域の赤成分がとくに重要である。さらにこの方法では、潜在的に有益な領域の以下の特性が決定され、分類の際に使用される。（１）領域の２進値、とりわけ面積、中心、広がり、外縁および／または主軸；（２）モノクロ画素からのみ由来する強度またはグレー値、とりわけこの領域内の最大値、平均値、標準偏差、最大値の位置、ヒストグラムの分布および／または平均勾配の大きさ；（３）赤色画素についてのみの上記同じ特性、（４）モノクロ画素と赤色画素との種々の比較により色情報を得ることのできる特性、たとえばモノクロレベルの平均値と赤色レベルの平均値との比。
【０１２２】
通例、個々の特性または前記の特性に基づいて、光源としての車両を確実に推定することができないから、これら領域の特性に学習アルゴリズムが施される。最後に学習アルゴリズムにより、この領域に対する分類値、すなわち最終的にはこの領域に対して離散的に重み付けされた分類値による分類が行われる。学習アルゴリズムとして、リアルＡｄａＢｏｏｓｔアルゴリズムが使用される。これはＲ．ＳｃａｐｉｒｅとＹ．Ｓｉｎｇｅｒ著「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｂｏｏｓｔｉｎｇ  ｕｓｉｎｇ  ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ−ｒａｔｅｄ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓ」、Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ、Ｂｄ．３７、Ｎｒ．３、２９７〜３３６ｐｐ．１９９９に記載されている。この学習アルゴリズムにより、種々の領域を互いに区分するために、車両光の特性における明白な相違が考慮される。小さい領域と小さくない領域とは異なって見え、さらにヘッドライトから由来する領域と尾灯から由来する領域とが区別される。このアプローチに対応して領域が以下の４つの基本クラス、
・Ｃh,s：自車との距離が中程度〜遠い対向車１１を検出するケース
・Ｃn,ns：自車との距離が近い〜中程度である対向車１１を検出するケース
・Ｃt,s：中程度〜遠い間隔をおいて離れている先行車１２を検出するケース
・Ｃt,ns：自車との距離が近い〜中程度である先行車１２を検出するケース
に分けられる。
【０１２３】
車両に対する誤った対応付けを生成する方が正しい対応付けを見過ごすよりかはましである（その識別自体が間違っていたとしても、検出をし損なうよりはましである）という原則にしたがい、領域を上記クラスに分類した後に、学習アルゴリズムの４つの出力信号の最大値がとられる。
【０１２４】
ステップ１３０において既に、上述の基本分類に基づき、領域を車両に対応付けるべきか否かを決定する第１の決定を下すことができる。このような大まかな対応付けが可能である場合には、本方法はステップ１４０に進む。上述のような大まかな対応付けが可能でない場合には、本方法はステップ１５０に進む。このステップ１５０については、後で説明する。
【０１２５】
車両への上述の大まかな対応付けがステップ１３０において可能である場合でも、この大まかな対応付けによって車両を１００％識別することはできないことが明らかになっている。さらに、自身の反射光や他のオブジェクトの光放出も車両ライトと見なされ得ることを排除することもできない。
【０１２６】
それゆえ本発明の方法では、ステップ１４０において信頼度確定ユニット３３により、画像の領域が車両ライトに類似する程度を表す信頼値を領域毎に求める。この信頼値は、各領域のすでに求められた分類値と、該領域に対応する物理パラメータとから計算することができる。しかし有利には、学習アルゴリズムを用いて前記分類値から、前記領域の重み付けされた離散的な分離値が求められる。
【０１２７】
前記分類値は、車両光源から得られた領域の例と、相応の反例とを用いて、上述のリアルアダブーストアルゴリズム（Real-AdaBoost-Algorithmus）から得られる。分類値ｃが得られ、肯定的な分類値は、領域が車両ライトに類似することを表し、否定的な分類値はその逆を表す。次に前記分類値ｃを、重み付けされた相応の分類値に離散化する。この重みは、以下のように対応付けられる：
ｃ≧ｔ+が成り立つ場合、         ω＝ω+
ｔ0≦ｃ＜ｔ+が成り立つ場合、    ω＝ω0
ｔ-≦ｃ＜ｔ0が成り立つ場合、    ω＝ω-
ｃ＜ｔ-が成り立つ場合、          ω＝０
上述のｔ+，ｔ0およびｔ-は、各クラス毎に設定される閾値であり、ω+，ω0およびω-は、各クラス毎に定義される相応の重み付けである。ｔ+を上回ると、領域を車両に対応付けてもよいとの確信が得られ、ｔ-を下回ると、領域を車両に対応付けてはならないとの確信が得られる。ｔ-〜ｔ+の領域は、分類の出力が確かでないとの評価がなされ、ｔ-〜ｔ0では、他車によって生じた光源に領域が類似すると仮定され、ｔ0〜ｔ-の領域では、領域が車両ライトにより類似すると仮定される。
【０１２８】
以下の表に、使用される閾値の例を示す：
【表１】
0005409929.tif 000002
【０１２９】
したがって、上述の数式でこのような閾値を適用すると、誤って分類される領域がなくなる。さらに、小さくない領域が正しく分類されるのが９０％を上回るようになる。
【０１３０】
このようにして重み付けされた分類値から、各領域毎に信頼値ｖを計算する。ｇが、１領域の最大可能濃淡値で正規化された、所与の一領域の最大濃淡値であるとすると、前記信頼値は以下のように定義される：
ｖ＝ω×ｇ
上記式中、ωは、各領域に対応する重み付けされた分類値である。したがって信頼値は、分類の確実度と、ここでは各領域の最大濃淡値である物理的パラメータの確実度とを掛け合わせたものから求められる。前記物理的パラメータはとりわけ、所与の領域の最大濃淡値を最大可能な濃淡値で正規化したものである。したがって最大濃淡値は、重み付けされた分類値と物理的パラメータとの双方に影響を与える。しかし、重み付けされた分類値を得る際には、濃淡値の複数の異なる特性を用いて、アルゴリズムによって学習された閾値が使用されるのに対し、該濃淡値は物理的パラメータの計算に直接使用される。
【０１３１】
信頼値の上述の計算を行う際には、センサによって撮像された画像中において、自車から遠い車両によって生成される領域よりも、自車に近い車両によって生成される領域の方が明るいことが考慮される。したがって、車両に属すると分類される領域、しかも、自車の近傍に位置する車両に属すると分類される領域の信頼値はより高くなる。車両が遠い場合には、この遠い車両に対応する、センサ画像の領域の信頼値は高いが、より近傍の車両に対応する領域の信頼値より低い。反射によって生じる明るい領域が正しく分類された場合、この明るい領域の信頼値はそれほど高くなく、遠くのオブジェクトによって生じる反射によって得られる領域の信頼値はさらに低くなる。
【０１３２】
ステップ１３０において、基本分類において車両への分類が生成されないことが判明した場合、ステップ１５０において、この分類のためにさらなる情報を追加して使用する。その際にはとりわけ、領域の周辺を検査することができる。この検査では、領域の近傍に別の領域が存在するか否かを決定することができ、この決定により、これら２つの領域を他車の２つのヘッドライトまたは尾灯に対応付けることができる。たとえば、ステップ１２０における基本分類においてｔ-≦ｃ≦ｔ+であることが判明した領域に対し、とりわけ上述のような周辺検査を行うことができる。周辺検査においてライト対であることが判明した場合、このことは、車両の左右のヘッドライトないしは左右の尾灯によって生じた双子領域であることを示唆する。もちろん、２つのヘッドライトないしは２つの尾灯を有する車両の場合にのみ、前記検査の結果は肯定的になり、オートバイ等の場合には前記検査の結果は肯定的にならない。
【０１３３】
この周辺の検査時には、各領域毎に、該領域の左側および右側に、該領域の境界に比例するパラメータの窓が配置される。左側および右側の各窓内において、両窓のうち１つの窓内に重心を有する別の領域を探索する。双子領域である可能性のあるこのような領域が見つかった場合、上述の特性のうち幾つかの特性を相互に比較する。各比較には、両領域の比の計算が含まれる。この比は、たとえば両領域の最大濃淡値の比である。上述の複数の比が特性セットを形成し、該特性セットは、たとえば複数の重心の距離、最大濃淡値の絶対値等である別の特性と結合することができる。これらの値が特性セットを形成し、該特性セットは、上記分類を行うための上述のリアルアダブーストアルゴリズムに使用される。上述の分類中に得られた、重み付けされた分類値ωを修正するために、学習アルゴリズムの新たな分類結果が使用される。その際には、以下の規則が用いられる：対形成分類によって負の値が得られた場合（双子領域が存在しない場合）、重み付けされた分類値ωは修正されず、そうでない場合には、この重み付けされた分類値は上昇される。すなわち、ω-はω0となり、ω0はω+となる。その後、このような重み付けされた分類値は、後続の方法ステップを実施する際の基礎とされる。
【０１３４】
ステップ１４０において領域の信頼値が求められた後、ステップ１６０において、複数の前記信頼値の時間的なコヒーレンスが求められる。この時間的なコヒーレンスを求めるためには、時間的なコヒーレンス解析が行われる。次の時間的コヒーレンス解析のための信頼値は、上述の信頼値とは異なる手法で求めることができることに留意されたい。また、上述のように重み付けされた信頼値が求められた場合には、時間的コヒーレンス解析を省略することもできる。
【０１３５】
コヒーレンス解析を行う手法はターゲット追跡をベースとする。すなわち、センサによって撮像された画像内の領域の時間的変化を追跡する。このようなターゲット追跡は、本発明の方法の第２の実施例においてオプションとして実施される。しかし、このターゲット追跡を実施するのは困難であり、誤差が生じないわけではない。それゆえ第１の実施例では、ターゲット追跡を必要としないコヒーレンス解析を実施する。
【０１３６】
この実施形態の時間的コヒーレンス解析では累積空間Ａを形成し、これを用いて、対応する複数の信頼値が時間的にコヒーレントであるか否かを求める。累積空間Ａは、元の画像の次元と同じ次元を有する。累積空間の更新を行う際には、以下のステップを実施する：
１．累積空間Ａの値は、Ａ＝０から開始して、０から所与の値ＭＡにまで及ぶ。
２．新たな画像ｋが得られた場合：
（ａ）Ａを縮小させるステップ。そこでは計算ステップＡ＝ｍａｘ（０，Ａ−ｄ）による累積の減少が実施される。ここでｄは、減少の割合を決定する固定値である。ＭAで開始する場合、０を得るためにはＭA／ｄ個のステップが必要になる。その際には、累積空間Ａとヒステリシス法とにより、異なるセルにおいてｄがとり得る値は異なり、この値には２つの選択肢がある。
（ｂ）Ａを拡張させるステップ。ここでは各セルの値はターゲットの予測される動きに応じて拡張され、それにより、各画像間で同一のターゲットによって得られた複数の信頼値を組み合わせる。
（ｃ）Ａを上昇させるステップ。ここでは、Ａi(k)が、現在の画像ｋにおいて検出された領域ｉを構成する座標集合であり、かつ、ｖi(k)がこれに対応する信頼値であると仮定すると、以下の更新式が使用される：
ＡAi(k)＝ｍｉｎ（Ａ(k-1)Ai＋ｖi(k)，ＭA）
上記式においてＡAiは、座標がＡiに相当するＡのセルを表す。
【０１３７】
前記拡張ステップでは一種の膨張が行われる。これは、濃淡値の数学的なモルフォロジーに似ているが、構造を決定するその要素は、累積セルが異なると異なってくる。この相違は、画像空間内の異なるターゲットについて予測される動きに基づく：画像が変わっても、水平線の近傍にあるターゲットは比較的静止状態に留まるのに対し、より近くのターゲットの位置はより大きく変化する。さらに、画像の下方縁部の方向に向かう対向車はより高速に動くのに対し、先行車はこのような振舞いを示さない。それゆえ、前記累積空間Ａはとりわけ、尾灯によって得られる領域との類似度よりもヘッドライトによって得られる領域との類似度の方が高い領域に使用され、他の領域には別のフィールドが使用される。基本分類中の分類の出力が比較的高い場合、前記別のフィールドはこの分類に応じて選択される。
【０１３８】
最後に画像ｋの領域は、累積空間内の相応の位置に関するヒステリシス基準にしたがい、車両ライトとして分類されるか、または車両ライトでないと分類される。このことは、各累積空間に対し、同一の次元の状態フィールドＳが対応付けられることを意味する。このヒステリシスは、図１０に示されているように、以下のように実施される：
・セルＡi,jが０である場合、状態フィールドＳi,jの対応する値は偽の値にセットされる。Ａi,jの次の減少の割合はｄ＝ｄtとなる。ただし、ｄtは固定値である。
・Ａi,j≧ＭA／２である場合、Ｓi,jは真の値にセットされ、ｄ＝ｄtとなる。ここで、ｄｔは固定値である。
・０＜Ａi,j＜ＭA／２である場合、Ｓi,jを変化させず、また、Ａi,jの相応の縮小も生じない。
【０１３９】
したがって、画像ｋにおいてＡi(k)を有する所与の領域ｉには、最終的に該領域が車両に対応するかまたは対応しないかを決定するために、ＳAi(k)にＯＲ論理演算が適用される。
【０１４０】
時間的コヒーレンス解析中に、ヒステリシス基準の最大値はＭＡ＝２にセットされ、これにより、図１０に示されているように、累積空間の１セルに対応付けられるヒステリシスは、ＭA／２＝１を上回る真の状態をとり、再び０値に達する前にヒステリシスが偽の状態に達することはない。減少の制御には、以下の値が選択される：（ｄt，ｄf）＝（４５，１５）画像。このことは、車両が消えた場合にも、システムが未だ約２秒間にわたって新たな自由な領域を照明していることを意味する。ヘッドライトに類似する領域の累積空間と、尾灯に類似する領域とにも、上述の同じ値を選択する。
【０１４１】
したがって上述のように、時間的コヒーレンスを求めるために、画像の複数の画素の信頼値が累積された累積空間が形成される。１画像から後続の画像に移行する際には、画素の信頼値を固定値だけ縮小させ、後続の画像中の対応する画素の信頼値だけ増大させる。その際には、１画像から後続の画像へ移行するときに、領域に対応するオブジェクトの予測される動きに依存して該領域を拡張させる。領域が車両ライトに対応付けられるか否かの最終的な判断は、累積空間の時間的な展開に基づいて下される。その際には、累積空間の信頼値に時間的ヒステリシスを適用する。この最終的な対応付けは、ステップ１７０において対応付けユニット３４によって決定される。
【０１４２】
以下、図１１を参照して、他の交通を検出するための方法の第２の実施形態の各ステップを説明する。
【０１４３】
第１の実施形態と同様に、交通領域の画像を可視スペクトルで撮像するためのセンサと、画像処理装置１５とが用いられる。たとえば車両等である道路使用者の検出は、車両ライトに基づいて行われる。すなわち、対向車１１の場合には前部のヘッドライトの光放出に基づいて道路使用者の検出が行われ、先行車１２の場合には尾灯の光放出に基づいて道路使用者の検出が行われる。
【０１４４】
ステップ１８０において、第１の実施形態のステップ１００と同様に、自車１０より前方の交通領域の画像を撮像する。ステップ１９０において、第１の実施形態の方法のステップ１１０と同様に、閾値を超える明るさを有する複数の連続する領域を抽出する。このようにして、センサによって生成された画像内において、所定の強度を超え場合によってはさらに別の所定値を超える複数の連続する明るい画素を探索する。このような画像領域は、他車の光源に属する可能性もあるが、別の光源に属したり、自車から放出された光の反射に属する可能性もある。ステップ１９０の結果として、明るい画素を有する複数の連続した領域が境界により定められた２値画像が得られる。さらに第１の実施形態と同様に、上記領域について、たとえばとりわけ大きさ、明るさ、色等である特性が求められる。個々の画像の解析により、各領域を車両ライトに対応付けることができる可能性が高いとの結果が得られた場合、この後すぐに、このような領域についてステップ２５０を実施する。さらに、ステップ２４０において前記領域の特性に基づき、該領域を分類することができる。最後に、前記領域についてさらに別の情報を得ることができる。以下、この別の情報について説明する。
【０１４５】
ステップ２００において、各領域毎に該領域の周辺解析を実施する。この周辺解析はたとえば、第１の実施形態において説明した、双子領域に基づく対形成を含むことができ、この対形成において、２つの明るい領域が１車両のヘッドライト対または尾灯対に対応付けられる。ステップ２４０において、ステップ２００の周辺解析の結果がさらに処理される。
【０１４６】
オプションとしてのさらなる処理ステップは、画像列における１つまたは複数の領域の追跡と、１つまたは複数の前記領域の動きの決定とに関する。この処理ステップでは、画像列内において領域を再び見つけるのを容易にするため、ステップ２３０においてグローバル動き推定を実施する。その際には、車両１０自体の動きが計算され、領域の追跡時に相応に考慮される。ステップ２３０において、画像中の複数のオブジェクトの動きの相関を求めることにより、グローバル動きを求める。車両に設置された走行距離計によって求められる値、または、車両に設置された例えば加速度センサ等である他のセンサによって求められる値を用いて、前記グローバル動きを求めることもできる。また、両アプローチを組み合わせることもできる。こうするためには、たとえば制御装置１６を介して画像処理装置１５と車両バス１７とを接続することができる。ステップ２２０において、ステップ２３０において求められた車両のグローバル動きを考慮して、画像列内の複数の個々の画像の動きを求める。
【０１４７】
前記領域を画像処理装置１５によって複数の画像にわたって追跡すれば、さらにステップ２１０において、画像ごとに幾らか変動しうる前記領域の内部特性を複数の画像にわたって安定化させることも可能である。そのために、ステップ２１０において、前記領域の特性が複数の画像にわたって時間平均される。この方法ステップはとりわけ非常に小さな領域の色を求めるのに有利である。小さな画像領域の場合、センサの非常に少数のピクセルにしか光が当たらない。カラー画像センサの場合には、個々のピクセルは１つの色のみ、通常は赤、緑または青のみを感受する。色の決定は、前記領域がすべての色成分の十分な数のピクセルを捉えてはじめて可能となる。前記領域の大きさがそのために十分でなければ、ステップ２１０において、連続する複数の画像で求めた前記領域のピクセルを考慮してよい。
【０１４８】
ステップ１９０、２００、２１０および／または２２０において得られたデータは、ステップ２４０においてさらに処理される。第１の実施形態で説明したように、前記領域はその大きさと先行ステップで得られた特性とに依存して分類され、前記領域に対して前述のように信頼値、特に重み付けされた信頼値が求められる。信頼値が高ければ高いほど、前記領域を車両照明に、すなわち、対向車１１のヘッドライトまたは先行車１２の尾灯に割り当てることのできる確率が高くなる。
【０１４９】
１つの画像の１つの領域の観察だけでは、一意的な分類を行うのに不十分な場合には、ステップ２６０において、各領域ごとに複数の画像にわたって信頼値が累算される。その際、ステップ２２０で求めた各領域の動きが考慮される。１つの領域を複数の画像にわたって追跡できる場合には、その領域の信頼値を連続する複数の画像にわたって累積または減分することにより新しい信頼値が求められる。
【０１５０】
それと並行して、またはその代わりに、各ピクセルごとに信頼値を累積または減分してもよい。そのためには前記領域の追跡は不要である。ステップ２５０では、先行するステップで求められた画像領域に、すなわち所定の領域の境界内のピクセルに、この領域の信頼値が付される。後続の画像では、第１の実施形態で説明したように、領域のこの信頼値から所定の値が自動的に引かれるので、後続する複数の画像において明るい領域が存在しないような領域の信頼値は、時間とともに零へと低下していく。同時に、後続の各画像において、１つの領域の信頼値にその領域よりも下にある領域の累積された信頼値が加算される。このことから、その領域の現時点の信頼性のみでなく、２次元的な累算を介してこの画像領域内の直前の領域の信頼値も含む、新しい信頼値が得られる。さらに、ステップ２５０において、１つの領域のこの２次元信頼性マップを、画像から画像へと移行するにしたがって拡大してもよい。この信頼性マップの拡大の方向は物体の予想される動きまたは自車１０の予想される動きに合わせることができる。そうすることで、領域の動きにかかわらず、領域は尚も、先行する画像において同じ領域から得られた信頼値にとどまることが保証される。
【０１５１】
最後に、ステップ２４０で得られた分類において、領域を車両照明に割り当てることができるか否かに関して、一意的な決定を可能にする信頼値が得られた場合、ステップ２４０の結果を直接処理してもよい。このようにしてステップ２４０、２５０または２６０で求めた信頼値がステップ２７０においてまとめられ、領域が該当物体なのか否か、すなわち、この領域における明るさが他の車両の光源に由来するものなのか否かに関して、最終的な決定が下される。
【０１５２】
ステップ２８０では、最終的に、他車１１、１２に割り当てることのできる領域が自車１０に対する相応の座標とともに出力される。これらの座標から特に、検出された先行車または対向車１１、１２の自車１０に対する角度位置が得られる。
【０１５３】
なお、ステップ２００、２１０および２２０はステップ１９０の結果に依存してすべて省略してもよいし、これらステップのうちの１つだけまたは幾つかだけを実行してもよい。さらに、ステップ２５０および２６０は並列してまたは択一的に実行してもよい。最後に、これらのステップはステップ２４０の結果に依存して完全に省略してもよい。
【０１５４】
最後に、第１の実施形態に関連して説明したヒステリシスを使用してもよい。信頼値を上回った場合、領域は該当物体として分類される。比較的低い値を下回った場合には、領域はもはや該当物体として分類されない。処理ステップ２５０または２６０における信頼値の累算、または処理ステップ２１０における累算は、設定された最大値でカットされる。したがって、十分な時間が経つと再びヒステリシス下方閾値を下回ることが保証される。
【０１５５】
それゆえ、既に説明したセンサを含むカメラ１８と画像処理装置１５を用いて、自車１０の走行方向前方に他の特に照明された道路使用者がいるか否かが把握される。さらに、このような道路使用者の自車に対する位置が求められる。把握された他の道路使用者に関するデータは画像処理装置１５から制御機器１６へと伝送される。
【０１５６】
制御機器１６はさらに車両バス１７に接続されており、車両バス１７を介して、車両内で測定されたデータを制御機器１６に伝送することができる。例えば、車両バス１７を介して、地理データをナビゲーションシステム２８から制御機器１６へ伝送することができる。ナビゲーションシステム２８は受信センサを用いて車両１０の現在位置を求めることができる。なお、受信センサは例えばＧＰＳ（全地球測位システム）受信器２９として形成されていてよい。
【０１５７】
ヘッドライト装置はさらに車両１０の走行特性を把握するための装置２５を含んでいてよい。装置２５は例えば車両バス１７を介して内部クロックおよび車両速度計と接続されていてよく、伝送された速度に基づいて、内部クロックの時間信号を用いて車両１０の加速度を求める。装置２５は、加速度の値または加速度の絶対値の時間経過から走行動特性を求め、走行特性の特定のクラスに割り当てることができる。さらに、装置２５は例えば運転者の入力信号を伝送することもでき、この入力信号を通して走行特性が設定される。最後に、装置２５は走行特性を車種に依存して求めることもできる。そのために、装置２５は車両バス１７を介して運転者の人物を特定するための装置と接続されていてよい。装置２５にはこの運転者に関する履歴データを記憶することができるので、装置２５は現在の運転者に走行特性を決定する特定の車種を割り当てることができる。装置２５によって求められた走行特性はタイマー２７に伝送される。タイマー２７は、求められた走行特性に依存して、ある１つの包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの移行の時間間隔ΔＴを求める。求められた時間間隔ΔＴはタイマー２７から制御機器１６へ伝送され、制御機器１６がこれをさらに処理する。
【０１５８】
制御機器１６はさらに遅延ユニット２６とも接続されている。遅延ユニット２６は、ライトレンジに関して２つの包括的配光パターンの間の切り換えまたは２つの照明状態の間の切り換えを遅延するための遅延時間を求める。遅延ユニット２６による遅延時間の算出については、後で詳しく説明する。
【０１５９】
以下では、本発明の方法の１つの実施例において上記ヘッドライト装置がどのように制御または調整されるかを説明する。
【０１６０】
図１２および１３を参照して、どのように第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０に切り替わるかを説明する。車両１０は例えば一車線の車道２６を走行している。車両１０のヘッドライト装置は第１の包括的配光パターン３９を形成している。カメラ１８と画像処理装置１５とによって他の道路使用者１１および１２が検出されると、第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０のマスキングされた継続ハイビームに切り換えるべきとの制御信号が制御機器１６へ伝送される。
【０１６１】
第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０に移行する際、第２のヘッドライト２の光放射方向Ｌを第１のヘッドライト１の光放射方向Ｌから外側に向かって水平に対向車線の方向へと変えるように、左ヘッドライト２の制御器１４によってアクチュエータ２３が駆動される。第１の包括的配光パターン３９の場合、包括的配光パターン３９の右側領域における比較的大きなライトレンジはとりわけ第２の左ヘッドライト２の光放射によっても形成されるので、左ヘッドライト２を垂直軸３８を軸として旋回させると、他の道路使用者１１および１２が眩しがらせてしまうという問題が生じる。この状況は図１２に概略的に示されている。
【０１６２】
第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０に切り換える最中に他の道路使用者１１および１２を眩しがらせないようにするために、本発明の方法では、左ヘッドライト２（右側通行の場合）のライトレンジは、まず車両２６と２７の間の中心軸３６の右側において、検出された道路使用者１１または１２までの距離よりも少なくとも小さくなるまで縮小される。その後ではじめて、道路使用者１１または１２の一方または両方のためにより小さなライトレンジを有する通路を実現するために、検出された道路使用者１１および１２の左脇の領域におけるライトレンジを大きくすることによって第２の包括的配光パターン４０が形成される。本発明の方法による、第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０への切り換えは、図１３に示されている。図１３から、切り換えの最中に他の道路使用者を眩しがらせることがないことが分かる。
【０１６３】
逆に第２の包括的配光パターン４０から第１の包括的配光パターン３９に切り換える場合には、相応してまず第２の包括的配光パターン４０の例えば左側方領域Ｓ2をマスキングして、この領域におけるライトレンジを中央領域Ｍにおけるライトレンジと等しくし、その後、左ヘッドライト２を垂直軸３８を軸として旋回させて第１の包括的配光パターン３９の位置まで戻す。そうしてはじめて、また左ヘッドライト２によって第１の包括的配光パターン３９に特徴的な非対称の配光が形成される。
【０１６４】
第１の配光パターン３９の非対称性を相殺し、他の道路使用者を眩しがらせない程度の小さな最大ライトレンジを提供する、いわゆる市街地光機能をヘッドライト装置で実現できる場合には、第１の包括的配光パターン３９から第２の包括的配光パターン４０への切り換えの際にも、まず市街地光機能に切り換え、その後、最終的に第２の包括的配光パターン４０のマスキングされた継続ハイビームを形成するために、左ヘッドライト２を、場合によっては右ヘッドライト１も垂直軸３８を軸として外側に向けて旋回させてよい。
【０１６５】
図１４および１５を参照して、第２の包括的配光パターン４０の中央領域Ｍにおけるライトレンジの調整について説明する。この場合、第２の包括的配光パターン４０において、図１０に示されている例とは異なり、中央領域Ｍには縮小されたライトレンジ４３を有する通路が形成される。先行車１２も対向車１１ａ、１１ｂもこの通路内に存在している。左側方領域Ｓ2におけるライトレンジの持続的な調整が不利になるような高い交通密度の場合には、画像処理装置１５の制御信号によって、このように適合された第２の包括的配光パターン４０を形成してよい。
【０１６６】
図１４および１５に示されている適合された第２の包括的配光パターン４０の側方領域Ｓ1およびＳ2は、例えば両方のヘッドライト１および２の光放射方向Ｌを垂直軸３８を軸としてさらに互いから離れるように旋回させることによって形成される。車両１１および１２の通路における内部垂直明暗境界は、アクチュエータ２１および２４によって遮光板８および９を移動させることで形成される。しかし、中央領域Ｍにおける水平明暗境界、すなわち、この中央領域におけるライトレンジ４３は、専らヘッドライト１および２をアクチュエータ１９および２２によって水平軸３７を軸として旋回させることによるライトレンジ調整によってのみ形成される。この調整は、明暗境界４３が検出された道路使用者１１および１２までの距離に一致するように行われる。例えば、対向車１１ａとすれ違う図１４に示されている交通状況を前提にすれば、ライトレンジは図１５に示されている値４４まで先行車１２に近づけられる。第２の包括的配光パターンの中央領域Ｍにおけるライトレンジ４３のこのような調整は、特に上りおよび下り走行においても有利である。
【０１６７】
図１６〜１９には、第２の包括的配光パターン４０の制御の発展形態が示されている。図１２および１３を参照して説明した例と同様に、中央領域Ｍにおけるライトレンジは次の検出される道路使用者１１および１２に達するまで制御される。それゆえ、中央領域Ｍに対する開き角は、自車１０の走行方向において検出されるすべての道路使用者１１および１２の方向を捕らえるように選択されている。中央領域Ｍの右脇の領域には、より大きなライトレンジを有する側方領域Ｓ1が形成されている。同様に、中央領域Ｍの左脇の領域には、拡大されたライトレンジを有する第２の側方領域Ｓ2が形成されている。
【０１６８】
先行車１２が検出され、対向車１１ａが検出された図１６に示されている状況では、左側方領域Ｓ2におけるライトレンジは最大、すなわちＬmaxである。対向車１１ａがヘッドライト装置を備えた車両１０にさらに近づくと、中央領域Ｍを可能な限り小さな開き角で形成した場合、車両１１ａの運転者が左側方領域Ｓ2から眩しさを感じるという問題が生じる。対向車１１ａが自車１０に近づくと、中央領域Ｍに対する開き角は拡大される。しかし、対向車１１ａが側方領域Ｓ2の左側の垂直明暗境界に達したら、通り過ぎる車両１１ａの防眩のために、左側方領域Ｓ2を遮断しなければならない、すなわち、左側方領域Ｓ2のライトレンジを下げなければならない。車両１１ａが自車１０に近づけば近づくほど、防眩のために左側方領域Ｓ2のライトレンジを下げる速度を高くしなければならない。なぜならば、通り過ぎる車両１１ａの相対角速度が非常に高くなるため、左側方領域Ｓ2におけるライトレンジを下げるための時間が非常に短くなってしまうからである。
【０１６９】
通り過ぎる車両１１ａを眩しがらせる危険を避けるために、本発明の方法では、第２の包括的配光パターンの左側方領域Ｓ2の方向におけるライトレンジＬＷ2は、車両１０の走行方向ＦＲと車両１０から対向車１１ａまでを結ぶ線との間の水平角度Φに依存して調整される。第２の包括的配光パターンの左側方領域Ｓ2におけるライトレンジＬＷ2が適時に低下させられるので、対向車１１ａが自車１０を通り過ぎるときに、第２の包括的配光パターン４０が突然変化することがない。右側方領域Ｓ1におけるライトレンジは不変としてよい。この場合、第２の側方領域Ｓ1の内部垂直明暗境界は先行車１２の位置に依存して調整される。
【０１７０】
図１８及び１９には、追い越し過程の際の第２の包括的配光パターンの制御が示されている。自車１０の前方には先行車１２が存在し、その方向では当該のヘッドライトレンジは先行車１２までの距離よりも短い。追い越し過程の際には自車１０が対向車線を走行し、先行車両１２に接近する。このケースではヘッドライトレンジＬＷ1は、包括的配光パターン４０の右方側方領域Ｓ1において、自車１０の走行方向と、自車１０から先行車１２までの接続線との間の水平角Φに依存して制御される。自車１０が先行車１２に近づけば近づくほど、右方側方領域Ｓ1におけるヘッドライトレンジＬＷ1は低減する。右方側方領域Ｓ1の低減のための制御は、画像処理装置１５から伝送されるデータに基づいて自動的に行われる。しかしながらこの制御は場合によっては、対向車線方向への走行方向指示器の設定により、自車１０の加速度に対するデータと結び付けられて誘導されてもよい。
【０１７１】
追い越し過程においては自車１０が対向車線を走行して先行車両１２に近づく。そのようなケースでは、第２の包括的配光パターン４０の右方側方領域Ｓ1において、自車１０の走行方向と、自車１０から先行車１２までの接続線との間の水平角Φに依存して制御される。自車１０が先行車１２に近づけば近づくほど、右方側方領域Ｓ1におけるヘッドライトレンジＬＷ1は低減する。右方側方領域Ｓ1の低減のための制御は、画像処理装置１５から伝送されるデータに基づいて自動的に行われる。しかしながらこの制御は場合によっては、走行方向表示器を対向車線方向へ設定することでも、自車１０の加速度に対するデータに結び付けた誘導が可能である。
【０１７２】
図２０にはヘッドライトレンジＬＷ、すなわちヘッドライトレンジＬＷ1乃至ＬＷ2と、他の道路使用者１１乃至１２に対する水平角Φとの間の機能的な関係の一例が示されている。この例では、水平角Φは対向車１１の方向においても、（追い越そうとしている）先行車１２の方向においても正である。側方領域Ｓ1乃至Ｓ2のヘッドライトレンジＬＷは０.５Gradの角度までは最大値、つまりＬＷmaxに相当する。比較的大きな水平角Φの場合には、前記ヘッドライトレンジＬＷは４.５Gradから最小値に至るまでリニアに低減し、この最小値のもとでは他の道路使用者にとってもはや眩惑光ではない。その際のヘッドライトレンジは、以下の式のように定められる。
Φ＜０.５度のもとでは、
LW = Lmax
０.５度≦Φ≦４.５度のもとでは、
LW= Lmax（−０.２５×Φ+１.１２５）
Φ＞４.５度のもとでは、
LW =０である。
【０１７３】
図２０に示されている特性曲線の勾配は可変である。例えばこの勾配は、０.４度-1まで上昇し、０.１６７度-1まで低下するものであってもよい。ヘッドライトレンジの低下に対する限界角度と、最小ヘッドライトレンジへの到達はこのケースでも変更可能である。
【０１７４】
その他にも前述したように制御機器１６によって１つの包括的配光パターンから別の包括的配光パターンヘ移行する時間間隔を設定することが可能である。この時間間隔は特に第１の包括的配光パターン３９又は第３の包括的配光パターン４１から第２の包括的配光パターン４０への切り替えである。
【０１７５】
図２１の線図には、単位時間当たりのヘッドライトレンジの変化ΔＬＷが"％/ｓ"の単位で車両加速度に依存して示されている。ここでの０％とは、ヘッドライトレンジＬＷがロービームのヘッドライトレンジに相応していることを意味し、それに対して１００％はハイビーム機能時のヘッドライトレンジに相応していることを意味する。従って例えば毎秒１００％のヘッドライトレンジ変化では、ロービーム機能時のヘッドライトレンジからマスキングされた継続ハイビームのヘッドライトレンジへの切換えに１秒の時間間隔ΔＴが生じる。相応に毎秒２０％のヘッドライトレンジ変化では、マスキングされた継続的ハイビームの完全な活性化に至るまで５秒の時間間隔ΔＴが生じる。
【０１７６】
ヘッドライトレンジ変化ΔＬＷと、それに伴う、１つの包括的配光パターンから別の包括的配光パターンへの切り替えのための時間間隔ΔＴは、以下の式により、加速度Ｂから算出することが可能である。
【０１７７】
ΔＬＷ＝Ｂ×ｋ3
ここで前記ｋ3に対しては以下の条件、
【数１】
0005409929.tif 000003
特に、以下の条件、
【数２】
0005409929.tif 000004
さらに有利には以下の条件、
【数３】
0005409929.tif 000005
が当てはまり、
さらに以下の条件。
【０１７８】
【数４】
0005409929.tif 000006
が当てはまる。
【０１７９】
以下の明細書では図２２に基づいて、遅延ユニット２６を用いてどのように時間間隔ΔＴが定められるのかを説明する。この時間間隔をめぐって、他の道路使用者１１，１２からの検出レートに依存して、２つの包括的配光パターンの切り替えや１つの包括的配光パターンにおける２つのヘッドライトレンジ間の切り替えが定まる。他の道路使用者１１，１２の出現や位置に関するデータは、画像処理装置１５から制御機器１６と車両バス１７を介して遅延ユニット２６に伝送される。制御機器１６は遅延ユニット２６から伝送された遅延時間を用いて、切り替え過程が当該時間間隔Ｔｖ分だけ遅延するように処理する。
【０１８０】
以下の明細書では、１つの例として、第１の包括的配光パターン３９，すなわち例えばロービームから第２の包括的配光パターン４０、すなわちマスキングされた継続的ハイビームへの切り替えに対する遅延時間として、時間間隔Ｔｖが定められているケースを説明する。ここでは遅延ユニット２６が信号発生器４５を含み、この信号発生器４５が第２の包括的配光パターン４０から第１の包括的配光パターン３９への切り替えを検出し、各切り替え毎に１つの信号をスイッチ４６に送信している。ここでは第２の包括的配光パターン４０から第１の包括的配光パターン３９への切り替え毎に、前記信号発生器４５の信号によってスイッチ４６の第１の入力側に、時間増分器４７から生成される正の時間値が入力するように動作している。例えばそのような切り替えのもとでは、７秒の時間値が前記スイッチ４６の第１の入力側に印加され、この時間値はさらに当該スイッチ４６の出力側から転送される。
【０１８１】
信号発生器４５からの信号発信と、時間増分器４７からの時間値の１回限りの導通の後では、スイッチ４６が第２の入力側に切り替り、この第２の入力側がさらなるスイッチ４８の出力側と接続する。このさらなるスイッチ４８は、さらなる信号発生器４９に接続している。このさらなる信号発生器４９は、第１の包括的配光パターン３９が活性化しているか否かを検出している。第１の包括的配光パターン３９が活性化している場合には、前記信号発生器４９は前記スイッチ４８の第１の入力側を、減衰レートのための第１のタイマー５０の出力側に切り替える。この第１のタイマー５０は、前記スイッチ４８の第１の入力側に継続的に所定の負の時間値を時間単位毎に送出している。例えばこの第１のタイマー５０からは、−０.３ｓ-1の減衰レートが前記スイッチ４８の第１の入力側に送出され、当該スイッチ４８はこの値の減衰レートをその出力側から前記スイッチ４６の第２の入力側に供給する。
【０１８２】
信号発生器４９によって第１の包括的配光パターン３９が活性化されていないことが検出されると、信号発生器４９はスイッチ４８を第２の入力側に切り替える。それによりこの第２の入力側は減衰レートのための第２のタイマー５１に接続される。この第２のタイマー５１は遅延時間を迅速に減少させる。例えば第２のタイマーによって前記スイッチ４８の第２の入力側に−０.８ｓ-1の減衰レートが継続的に伝送されると、この減衰レートは、第１の包括的配光パターン３９が活性化されていない場合に、スイッチ４６の第２の入力側にも転送される。
【０１８３】
スイッチ４６の出力側から送出される時間値は積分器５２に伝送され、該積分器５２はこれらの値を加算する。但し前記積分器５２は遅延時間Ｔｖに対する制限も含んでいる。この遅延時間Ｔｖは２秒〜２００秒の間の時間領域においてのみ存在するものであってもよい。この遅延時間Ｔｖは積分器５２から出力される。この遅延時間Ｔｖは遅延ユニット２６から前記制御機器１６に伝送される。
【０１８４】
信号発生器４５は、特に、他の道路使用者、例えば対向車１１や先行車１２が隣接する車線上で検出された場合に、第２の包括的配光パターン４０から第１の包括的配光パターン３９への切り替えを検出する。従って遅延時間Ｔｖは他の道路使用者の検出率に依存している。しかしながら代替的に信号発生器４５は包括的配光パターンの実際の変更に依存することなく、他の道路使用者が新たに検出されたときには信号をスイッチ４６に送出するものであってもよい。この場合の新たに検出された他の道路使用者とは、自車１０を追い越していった隣接車線上の先行車１２か又はカメラの検出領域を逸脱して自車脇を走り過ぎていった対向車１１である。
【０１８５】
遅延時間Ｔｖは２つの包括的配光パターンの間の切り替えの際の遅延には用いられず、１つの包括的配光パターンの２つの照明状態の間の切り替えの際に利用される。前述したように、例えば第２の包括的配光パターン４０、すなわちマスキングされた継続的ハイビームは、２つの照明状態を有している。第１の標準照明状態では、検出された道路使用者に対して又は複数の検出された道路使用者１１，１２に対していわゆる"回廊"が形成される。図１４及び図１５に示されているように、この"回廊"の手前には、比較的少ないヘッドライトレンジを伴う中央領域Ｍが形成され、その側方には、比較的大きなヘッドライトレンジを伴う側方領域Ｓ1及びＳ2が形成されている。他の照明状態では、例えば左方の側方領域Ｓ2（右側通行の場合）が省かれる。この領域では、中央領域Ｍと同じヘッドライトレンジが提供される。このケースでは、図１６及び図１７に基づいて説明したように、左方領域のヘッドライトレンジを検出された道路使用者に対する水平角度Φに依存して制御することは不要となる。このケースにおいて信号発生器４５によって例えば対向車１１が頻繁に検出されると、側方領域Ｓ2におけるヘッドライトレンジがもはや対向車１１に対する水平角度Φに依存して制御されるのではなく、当該側方領域Ｓ2におけるヘッドライトレンジの拡大が対向車１１が自車１０とすれ違うまでの時間間隔Ｔｖ分だけ遅延される。この時間間隔Ｔｖ内で対向車１１が検出された場合、及び（図２２に基づいて説明したように）信号発生器４５が時間増分器４７の時間値を積分器５２に供給した場合には、側方領域Ｓ2内の照明値が長期に亘って最小に維持され、一時しのぎ的な増分は行われない。
【０１８６】
さらに制御機器１６内では、２つの包括的配光パターン間の切り替え、又は１つの包括的配光パターンにおける２つの照明状態間の切り替えがどのような条件下で行われるかについてが定められる。総じて１つの切り替えが行われたかどうかについての決定のもとでは、制御機器１６は、検出された道路使用者の統計及び／又は操舵角の時間的な拡張が考慮される。このことは、以下の明細書において、図２３に基づき、第２の包括的配光パターンと第３の包括的配光パターンとの間の切り替えに基づいて説明する。
【０１８７】
新たな道路使用者、例えば新たな自動車が検出されると、１つの信号が前記画像処理装置１５から制御機器１６に伝送される。この信号は制御信号としてスイッチ５７に供給される。それに関連して前記スイッチ５７は、図２３に示されている上方の第１の入力側に切り替えられる。この第１の入力側は論理ユニット５６の出力側と接続されている。前記論理ユニット５６は、２つの入力側を有しており、これらの入力側を介して所定のピッチが供給されている。例えば前記論理ユニット５６の位置依存性のピッチは、前記第１の入力側を介して供給される。このことのために、画像処理装置１５から伝送される対象の位置は、位置依存性の第１のピッチ増分器に供給される。さらにこの増分器は、特性曲線を介して、新たな対象の位置に１つのピッチを割り当て、それが論理ユニット５６に送出される。前記論理ユニット５６の第２の入力側には速度依存性のピッチが供給される。このことのために、速度計測ユニット５４を用いて目下の車両速度が、速度依存性の第２のピッチ増分器５５に供給される。特性曲線に基づき前記第２のピッチ増分器５５は、１つのピッチを車輌速度に依存して求め、それを前記論理ユニット５６に供給する。この論理ユニット５６では、２つの入力側を介して伝送された中から最大ピッチが求められ、当該最大ピッチが前記スイッチ５７の第１の入力側に供給される。前記スイッチ５７は当該最大ピッチを積分器５９に転送する。
【０１８８】
その後で前記スイッチ５７は、図２３において下方に示されている第２の入力側に切り替えられる。該第２の入力側は速度依存性のピッチ減分器５８に接続されている。このピッチ減分器５８には速度計測ユニット５４を用いて目下の車輌速度が供給されている。このピッチ減分器５８は、特性曲線に基づいて、積分器５９の単位時間当たりのピッチの数を減じるピッチ数値を定める。そのためこのピッチ減分器５８は、ピッチに対する、速度依存性の低減レートを設定している。
【０１８９】
積分器５９によって定められるピッチは、例えば３０〜３００の値範囲に制限されてもよい。ピッチ減分器５８によって設定された低減レートはこのケースでは毎秒−４０から−３０の値範囲にあってもよい。
【０１９０】
さらに、第３の包括的配光パターン４１に対するオンオフ閾値を車輌速度に関して直接制御するために、これらのピッチ数値の速度に依存したシフトも行われる。これについては、目下の速度が速度計測ユニット５４からさらにシフトユニット６１にも供給されている。このシフトユニット６１は特性曲線を用いてピッチに対するシフト量を定めている。前記積分器５９から送出されたピッチは演算器６０の正の入力側に供給され、前記シフトユニット６１から送出されたピッチは演算器６０の負の入力側に供給される。この演算器６０は前記シフトユニット６１から伝送されたピッチを、前記積分器５９から伝送されたピッチから減算し、その結果をヒステリシスユニット６２に送出している。このヒステリシスユニット６２は、切り替え閾値を設定しており、それによって、２つの包括的配光パターンの間の過度に頻繁な切り替えが回避されている。
【０１９１】
最後に、前記演算器６０から送出されるピッチに依存して、第１の出力ユニット６３を介して、第２の包括的配光パターン４０を示す識別信号か又は第３の包括的配光パターン４１を示す識別信号が送出される。制御機器１６はこの識別信号に依存してヘッドライト装置を駆動し得る。但し、ここではその他にも、車輌１０の操舵角変更を考慮することも可能であり、これについては以下に説明する。
【０１９２】
このケースでは、さらに車輌の操舵角が操舵角検出ユニット６４から連続的に検出される。ここで検出された操舵角は、重み係数を生成するための第１の重み係数生成ユニット６５に供給されている。この生成ユニット６５は操舵角に依存した重み係数を前記論理ユニット６６の第１の入力側に送出している。
【０１９３】
さらに前記速度計測ユニット５４から求められた速度値は、さらなる重み係数を生成するための第２の重み係数生成ユニット６７に供給されている。この第２のユニット６７は前記論理ユニット６６の第２の入力側に供給する重み係数を特性曲線を用いて生成している。論理ユニット６６は、供給された２つの重み係数のうちの少ない方を決定し、それを重み付けユニット６８の第１の入力側に転送する。
【０１９４】
操舵角検出ユニット６４から検出された操舵角は、微分器６９にも供給されており、該微分器６９は操舵角の時間変化率を定めている。演算器７０では角度変化の絶対値が定められ、それが重み付けユニット６８の第２の入力側に供給される。それにより当該重み付けユニット６８では、車輌速度に対する特性曲線と、操舵角若しくは操舵角変化に依存して１つの特性量が求められ、それがさらなる演算器７１の正の入力側に供給される。現下の車輌速度は、さらに前記速度計測ユニット５４から別のさらなる閾値発生器７２に供給され、該さらなる閾値発生器７２は、特性曲線を用いて、速度依存性の閾値を生成し、前記さらなる演算器７１の負の入力側に供給している。このさらなる演算器７１では、閾値が前記特性量から減じられ、その結果が積分器７３に供給される。さらなる閾値発生器７２によって生成された閾値は、操舵角変化が全くないか極僅かだけある場合に、前記ユニット７１に対する入力値が生じるように選択されている。この入力値は、積分器７３によって求められた特性量の低減を引き起こす。この積分器７３によって求められた、操舵角変化に対する特性量の低減のための閾値は、毎秒２°〜３°の範囲にある。
【０１９５】
前記積分器７３によって積分された特性量は、操舵角変化を再現している。この積分器７３は、求められた操舵角変化をヒステリシスユニット７４に伝送している。このヒステリシスユニット７４は、交互に頻繁に繰返される切り替えを避けるために、切り替え過程に対するオンオフ閾値を実現するものである。このヒステリシスユニット７４は、例えば、積分された操舵角変化の値が約２００°を上回ったときに、第２の包括的配光パターン４０から第３の包括的配光パターン４１への切り替えが行われるように設定されてもよい。また、積分された操舵角変化の値が約１００°を下回ったときには、第２の包括的配光パターン４０が活性化される。前記ヒステリシスユニット７４は、第２の出力ユニット７５を介して、第２の包括的配光パターン４０を特徴付けるか若しくは第３の包括的配光パターン４１を特徴付ける特性量信号を送出している。
【０１９６】
前記制御機器１６は、前記第１の出力ユニット６３若しくは第２の出力ユニット７５を用いて、どの包括的配光パターンが駆動されるべきかを決定している。この制御機器１６内には、その他にもさらなる論理ユニット７６が設けられていてもよい。このさらなる論理ユニット７６には、前記第１の出力ユニット６３と第２の出力ユニット７５の特性量信号が供給される。この２つの入力信号から当該さらなる論理ユニット７６は、第３の出力ユニット７７を介して送出される特性量信号が求められる。このケースでは、そのような特性量信号が第１の出力ユニット６３か又は第２の出力ユニット７５によって送出されるときに、第３の包括的配光パターン４１のための特性量信号が生成される。この特性量信号は、最終的に当該制御機器１６がヘッドライト装置を用いて相応の包括的配光パターンを生成するのに用いられる。
【符号の説明】
【０１９７】
１      右ヘッドライト
２      左ヘッドライト
３      光源
４      ケーシング
５      ガラスパネル
６      反射器
７      投影レンズ
８      第１の遮光板
８ａ    第１の遮光板によるカットライン
９      第２の遮光板
９ａ    第２の遮光板によるカットライン
１０    ヘッドライト装置を備えた自車両
１１    対向車
１２    先行車
１３    右ヘッドライト用制御器
１４    左ヘッドライト用制御器
１５    画像処理装置（他の道路使用者を検出するための装置）
１６    制御機器
１７    車両バス
１８    カメラ
１９    右ヘッドライト用の第１のアクチュエータ
２０    右ヘッドライト用の第２のアクチュエータ
２１    右ヘッドライト用の第３のアクチュエータ
２２    左ヘッドライト用の第１のアクチュエータ
２３    左ヘッドライト用の第２のアクチュエータ
２４    左ヘッドライト用の第３のアクチュエータ
２５    走行特性を把握するための装置
２６    遅延ユニット
２７    タイマー
２８    ナビゲーション装置
２９    ＧＰＳ装置
３０    中心軸
３１    抽出ユニット
３２    分類ユニット
３３    信頼度確定ユニット
３４    対応付けユニット
３５    水平面
３６    中心軸
３７    水平軸
３８    垂直軸
３９    第１の包括的配光パターン（ロービーム時）
４０    第２の包括的配光パターン（マスキングされた継続的ハイビーム）
４１    第３の包括的配光パターン（平滑化されたライトレンジ）
４２    第１の包括的配光パターンにおける傾斜角１５°の拡張部
４３    ライトレンジ
４４    ライトレンジ
４５    信号発生器（センサ）
４６    スイッチ
４７    時間増分器
４８    スイッチ
４９    信号発生器（センサ）
５０    第１のタイマー
５１    第２のタイマー
５２    積分器
５３    位置依存性の第１のピッチ増分器
５４    速度計測ユニット
５５    位置依存性の第２のピッチ増分器
５６    論理ユニット
５７    スイッチ
５８    位置速度依存性のピッチ増分器
５９    積分器
６０    演算器
６１    シフトユニット
６２    ヒステリシスユニット
６３    第１の出力ユニット
６４    操舵角検出ユニット
６５    第１の重み係数生成ユニット
６６    論理ユニット
６７    第２の重み係数生成ユニット
６８    重み付けユニット
６９    微分器
７０    演算器
７３    閾値発生器
１００〜１７０  方法ステップ
１８０〜２８０  方法ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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